JP2011043620A - Hologram recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はホログラム記録用媒体に関するものである。 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、および増感色素を主成分とするものが知られている。ホログラム記録用感光性組成物をフイルム状にした後、干渉露光を行なうことによって情報が記録される。 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 composition mainly composed of a radical polymerizable monomer, a thermoplastic binder resin, a photo radical polymerization initiator, and a sensitizing dye is known. Information is recorded by making a photosensitive composition for hologram recording into a film and performing interference exposure.
光が強く照射された部分では、ラジカル重合性モノマーの重合反応が進行し、光が弱く照射された部分から光が強く照射された部分に向かってラジカル重合性モノマーが拡散して、濃度勾配が発生する。すなわち、干渉光の強弱に応じて、ラジカル重合成モノマーの密度差が生じることによって屈折率の差ができる。しかし、重合性モノマーの重合にともなって、記録層が局所的に収縮することがあり、この場合には、記録されたデータを正確に再生することが困難となる。 The polymerization reaction of the radical polymerizable monomer proceeds in the portion where the light is strongly irradiated, the radical polymerizable monomer diffuses from the portion where the light is weakly irradiated toward the portion where the light is strongly irradiated, and the concentration gradient is increased. appear. That is, the difference in the refractive index can be made by the difference in density of the radical polymerization monomer depending on the intensity of the interference light. However, with the polymerization of the polymerizable monomer, the recording layer may locally shrink, and in this case, it becomes difficult to accurately reproduce the recorded data.
記録による重合収縮の影響を抑えるために、重合により膨張するモノマーを記録層中に分散させた媒体(例えば、特許文献1、2参照)や、光分解可能な膨張剤を加えた媒体などが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
In order to suppress the influence of polymerization shrinkage due to recording, a medium in which a monomer that expands by polymerization is dispersed in the recording layer (for example, see
また、ホログラム記録媒体はデータの長期保存のために用いられ、そのために、媒体の長期安定性が求められる。体積を保持するマトリクス材料としては、三次元架橋ポリマーマトリクスが用いられるが、完全に架橋反応が終わらせることは困難で、一部は未反応の官能基が残っている。保管中に徐々に未反応部分の反応が進むと記録層が収縮することが考えられ、そのために記録部分の正確な再生が困難となる恐れがある。 Further, the hologram recording medium is used for long-term storage of data, and for this reason, long-term stability of the medium is required. A three-dimensional crosslinked polymer matrix is used as the matrix material that retains the volume, but it is difficult to completely complete the crosslinking reaction, and some unreacted functional groups remain. If the reaction of the unreacted part gradually proceeds during storage, the recording layer may be contracted, which may make it difficult to accurately reproduce the recorded part.
また三次元架橋ポリマーマトリクスはエポキシ化合物などの硬化物であり、硬化させて媒体を作製する際に収縮するため、記録層が基板から剥がれたり、光学的な歪みを生じたりすることがある。 Further, the three-dimensional crosslinked polymer matrix is a cured product such as an epoxy compound, and shrinks when cured to produce a medium, so that the recording layer may peel off from the substrate or cause optical distortion.
本発明は、記録データの長期保存性に優れ、歪みのないホログラム光記録媒体を提供するものである。また記録中の体積収縮の少ない媒体を提供するものである。 The present invention provides a hologram optical recording medium that is excellent in long-term storage stability of recorded data and has no distortion. Further, the present invention provides a medium with a small volume shrinkage during recording.
本発明のホログラム記録媒体は、記録層に
(a) 三次元架橋ポリマーマトリクス
(b) スピロオルトエステル、スピロオルトカーボナート、環状カーボナート、ビシクロオルトエステルのうち少なくとも一種類
(c) カルボニル基のα位炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体
(d) シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物 を含むことを特徴とする。
The hologram recording medium of the present invention has a recording layer.
(a) Three-dimensional cross-linked polymer matrix
(b) At least one of spiro ortho ester, spiro ortho carbonate, cyclic carbonate, and bicyclo ortho ester
(c) an aluminum complex having a β-diketone having an alkyl group at the α-position carbon of the carbonyl group as a ligand
(d) It contains an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group.
本発明の他の態様にかかるホログラム記録媒体は、エポキシ樹脂からなる三次元架橋ポリマーマトリクスを含むことを特徴とする。さらに、ラジカル重合性化合物、および光ラジカル重合開始剤を含むことを特徴とする。 A hologram recording medium according to another aspect of the present invention includes a three-dimensional crosslinked polymer matrix made of an epoxy resin. Furthermore, it contains a radical polymerizable compound and a photo radical polymerization initiator.
本発明により、記録データの長期保存性に優れ、歪みや剥がれのないホログラム光記録媒体を提供される。また記録中の体積収縮の少ない媒体を提供するものである。 According to the present invention, there is provided a hologram optical recording medium that is excellent in long-term storage stability of recorded data and is free from distortion and peeling. Further, the present invention provides a medium with a small volume shrinkage during recording.
以下、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明の一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、スピロオルトエステル、スピロオルトカーボナート、環状カーボナート、ビシクロオルトエステルの少なくとも一つから選択された化合物が含まれる。ラジカル重合やカチオン重合などの重合性モノマーの重合反応においては、モノマー状態から高分子化あるいは硬化することで分子間の距離が短くなるため、体積収縮が起きることが知られている。一方、スピロオルトエステル、スピロオルトカーボナート、環状カーボナート、ビシクロオルトエステルは重合前の分子間の相互作用が大きいため高密度であり、これらが開環重合しても分子間の距離の変化は少なく収縮が極めて小さいか、もしくは膨張することが知られている(たとえば非特許文献1、2)。
The recording layer in the hologram recording medium according to one embodiment of the present invention contains a compound selected from at least one of spiro ortho ester, spiro ortho carbonate, cyclic carbonate, and bicyclo ortho ester. In polymerization reactions of polymerizable monomers such as radical polymerization and cationic polymerization, it is known that volume shrinkage occurs because the distance between molecules is shortened by polymerizing or curing from the monomer state. On the other hand, spiroorthoesters, spiroorthocarbonates, cyclic carbonates, and bicycloorthoesters are high in density because of the large interaction between molecules before polymerization, and there is little change in the distance between molecules even when ring-opening polymerization of these. It is known that the shrinkage is extremely small or expands (for example,
本発明に記録層に含まれる三次元架橋ポリマーマトリクスは、たとえばエポキシとアミン化合物との重合体、エポキシと酸無水物との重合体、エポキシとチオール化合物との重合体、ウレタンとポリオールとの重合体などが挙げられる。硬化反応においては、官能基を完全に反応させることは困難で、分子鎖の網目の内側に取り込まれた官能基は反応せずに残ってしまうことがある。ホログラム記録媒体は、主にアーカイバル媒体として用いられることが考えられ、記録後数十年経過してもデータを正確に再生できることが要求される。しかし、マトリクス中の未反応の官能基が長い時間を経て徐々に反応すると、少しずつ記録層が収縮し正確なデータの読みとりが困難となってしまう。 The three-dimensional cross-linked polymer matrix included in the recording layer of the present invention includes, for example, a polymer of epoxy and amine compound, a polymer of epoxy and acid anhydride, a polymer of epoxy and thiol compound, and a polymer of urethane and polyol. Examples include coalescence. In the curing reaction, it is difficult to completely react the functional group, and the functional group incorporated inside the molecular chain network may remain unreacted. The hologram recording medium is considered to be mainly used as an archival medium, and it is required that data can be accurately reproduced even after several decades after recording. However, if the unreacted functional group in the matrix gradually reacts over a long period of time, the recording layer shrinks little by little, and accurate data reading becomes difficult.
三次元架橋ポリマーマトリクスを120-150℃以上で加熱すれば未反応部分は無視できるくらいまで減らすことが可能だが、光記録のための重合開始剤や、重合性モノマーが反応してしまい高性能の媒体を得ることができなくなってしまう。 If the three-dimensional crosslinked polymer matrix is heated at 120-150 ° C or higher, the unreacted part can be reduced to a negligible level. However, the polymerization initiator for the optical recording and the polymerizable monomer react to cause high performance. The medium cannot be obtained.
本発明の記録層には カルボニル基のα位炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体と シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物とが含まれる。この両者を同じ系中に混合させるとエポキシのカチオン重合開始剤となる。しかし、このカチオン重合開始剤はオニウム塩などと比べると弱い酸であり、上述のスピロオルトエステル、スピロオルトカーボナート、環状カーボナート、ビシクロオルトエステルをカチオン重合させる反応効率は高くない。しかしながら、高温で保管あるいは室温で長期保管するうちに、徐々にスピロオルトエステルなどがカチオン重合し膨張することで、三次元架橋ポリマーマトリクスの収縮を補償することができる。 The recording layer of the present invention contains an aluminum complex having a β-diketone having an alkyl group at the α-position carbon of the carbonyl group and an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group. When both are mixed in the same system, an epoxy cationic polymerization initiator is obtained. However, this cationic polymerization initiator is a weak acid compared to onium salts and the like, and the reaction efficiency for cationic polymerization of the above-mentioned spiroorthoesters, spiroorthocarbonates, cyclic carbonates and bicycloorthoesters is not high. However, during storage at a high temperature or for a long time at room temperature, the spiro orthoester or the like gradually undergoes cationic polymerization and expands to compensate for the shrinkage of the three-dimensional crosslinked polymer matrix.
また、三次元架橋ポリマーマトリクスはエポキシ化合物などの硬化物であり、媒体を作製する際に硬化収縮するため、記録層が基板から剥がれたり、光学的な歪みを生じたりすることがある。カルボニル基のα位炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体と シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物を同じ系中に混合するとカチオン重合開始剤として作用する。上述のようにスピロオルトエステル、スピロオルトカーボナート、環状カーボナート、ビシクロオルトエステルをカチオン重合させる反応効率は高くないが、媒体作製時に一部が反応して三次元ポリマーマトリクスの硬化収縮を補償し記録層が基板から剥がれたり、光学的な歪みを生じたりするのを防ぐことができる。オニウム塩のような強い熱潜在性カチオン重合開始剤を加えるとさらに効果的である。 In addition, the three-dimensional crosslinked polymer matrix is a cured product such as an epoxy compound, and cures and shrinks when a medium is manufactured. Therefore, the recording layer may peel off from the substrate or cause optical distortion. When an aluminum complex having a β-diketone having an alkyl group at the α-position carbon of the carbonyl group and an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group are mixed in the same system, it acts as a cationic polymerization initiator. As described above, the reaction efficiency of cationic polymerization of spiro ortho ester, spiro ortho carbonate, cyclic carbonate, and bicyclo ortho ester is not high, but part of it reacts at the time of media preparation to compensate for shrinkage of 3D polymer matrix. It is possible to prevent the layer from peeling off from the substrate or causing optical distortion. It is more effective to add a strong thermal latent cationic polymerization initiator such as an onium salt.
三次元架橋ポリマーマトリックスとしては、エポキシの硬化物が好適に用いられる。エポキシ化合物としては、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ジエポキシオクタン、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、3、4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’、4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、およびエポキシプロポキシプロピル末端のポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。 As the three-dimensional cross-linked polymer matrix, an epoxy cured product is preferably used. Epoxy compounds include 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, di Epoxy octane, resorcinol diglycidyl ether, diglycidyl ether of bisphenol A, diglycidyl ether of bisphenol F, 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexene carboxylate, and epoxypropoxypropyl terminated polydimethyl Examples thereof include siloxane.
エポキシ化合物を硬化させる化合物(硬化剤)としては、エポキシの硬化剤として知られているアミン類、フェノール類、有機酸無水物、およびアミド類などが挙げられる。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、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等が挙げられる。 Examples of the compound (curing agent) for curing the epoxy compound include amines, phenols, organic acid anhydrides, and amides known as epoxy curing agents. Specifically, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine, mensendiamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, bis (amino Methyl) 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, p-phenylenediamine, diaminodi Phenylmethane, diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, maleic anhydride, succinic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, Methyl hexahydrophthalic acid, methylcyclohexene tetracarboxylic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, ethylene glycol bis (anhydrotrimellitate), phenol novolac resin, cresol novolac resin, polyvinylphenol Terpene phenol resin, and polyamide resin.
脂肪族第一アミンは硬化が速く室温での硬化が可能なため、好適に用いられる。これらの中でも、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、およびイミノビスプロピルアミンが特に好適である。これらのアミンは、エポキシ化合物のオキシランに対して、アミンのNH−が当量の0.6倍から当量の2倍以下となる配合量で用いることが好ましい。当量の0.6倍未満あるいは2倍を越えてアミンを配合した場合には、感度および回折効率が低下するおそれがある。 Aliphatic primary amines are preferably used because they cure quickly and can be cured at room temperature. Among these, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, and iminobispropylamine are particularly suitable. These amines are preferably used in such a compounding amount that the NH— of the amine is from 0.6 times the equivalent to 2 times the equivalent to the oxirane of the epoxy compound. When the amine is blended in less than 0.6 times or more than twice the equivalent, sensitivity and diffraction efficiency may be lowered.
さらに、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、エポキシの硬化触媒として知られている、塩基性触媒などを使用することができる。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ウンデセン−7)、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、2−ヘプタイミダゾールなどが挙げられる。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、メラミンとその誘導体、アミンイミドなどの潜在性触媒を使用してもよい。また、本発明の記録媒体に含まれるカルボニル基のα位の炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体と シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物との混合物によりエポキシ化合物をカチオン重合させたものも三次元架橋ポリマーマトリクスとして好適に用いられる。 Furthermore, you may add a curing catalyst as needed. As the curing catalyst, a basic catalyst known as an epoxy curing catalyst can be used. 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, benzyldimethyl Amine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, DBU (1,8-diazabicyclo (5,4,0undecene-7), or a phenol salt thereof, trimethylphosphine , Triethylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2 Phenyl-4-methylimidazole, 2-heptaimidazole, etc. Using a latent catalyst such as boron trifluoride amine complex, dicyandiamide, organic acid hydrazide, diaminomaleonitrile and its derivatives, melamine and its derivatives, and amine imide. In addition, a mixture of an aluminum complex having a β-diketone having an alkyl group as the carbon at the α-position of the carbonyl group and an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group contained in the recording medium of the present invention. An epoxy compound obtained by cationic polymerization is also suitably used as the three-dimensional crosslinked polymer matrix.
カルボニル基のα位の炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体としては、特開昭57−10622に記載されているトリス(ジピバロイルメタナト)アルミニウム、1,1,1-トリメチル-2,4-ペンタジオナトアルミニウム、ジイソプロポキシ-ジピバロイルメタナトアルミニウム、ジアセトキシ−ジピバロイルメタナトアルミニウム、トリス(ベンゾイルトリメチルアセチルアセトナト)アルミニウム、ジ-o-トリルオキシージピバロイルメタナトアルミニウム、ジ(アセチルアセトナト)ピバロイルメタナトアルミニウム、トリス(ブタノイルピバロイルメタナト)アルミニウムや川研ファインケミカル株式会社製のアルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート、アルミニウムトリスアセチルアセトネートなどが挙げられる。 Examples of the aluminum complex having a β-diketone having an alkyl group as the carbon at the α-position of the carbonyl group include tris (dipivaloylmethanato) aluminum described in JP-A-57-10622, 1,1 , 1-trimethyl-2,4-pentadionatoaluminum, diisopropoxy-dipivaloylmethanatoaluminum, diacetoxy-dipivaloylmethanatoaluminum, tris (benzoyltrimethylacetylacetonato) aluminum, di-o-tolyloxy- Dipivaloylmethanatoaluminum, di (acetylacetonato) pivaloylmethanatoaluminum, tris (butanoylpivaloylmethanato) aluminum, and aluminum trisethylacetoacetate, aluminum ethylacetoacetate / diisopropylate manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. And aluminum bisethylacetoacetate monoacetylacetonate, aluminum trisacetylacetonate, and the like.
シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物としては特開昭57−10622に記載されているジフェニルシランジオール、トリフェニルシラノール、ジフェニルメチルシラノール、フェニルビニルシランジオール、トリ(パラメトキシフェニル)シラノール、トリアセチルシラノール、ジフェニルエチルシラノール、ジフェニルプロピルシラノール、トリ(パラニトロフェニル)シラノール、フェニルジビニルシラノール、2-ブテニルジフェニルシラノール、2-(2-ペンテニル)フェニルシラノール、フェニルジプロピルシラノール、パラメチルペンチルジメチルシラノール、トリエチルシラノール、トリメチルシラノール、トリプロピルシラノール、トリn-ブチルシラノール、トリイソブチルシラノール、1,3−ジヒドロキシ-1,3-ジメチル-1,3-ジフェニルジシロキサン、1,5-ジヒドロキシ-1,3,5-トリメチル-1,3,5-トリフェニルトリシロキサン、1,7-ジヒドロキシ-1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラフェニルテトラシロキサン、1,3-ジヒドロキシテトラフェニルジシロキサン、1,5-ジヒドロキシヘキサフェニルトリシロキサン、1,7-ジヒドロキシオクタフェニルテトラシロキサ、1,5-ジヒドロキシ-3,3-ジメチル-1,1,5,5-テトラフェニルトリシロキサン、1,3-ジヒドロキシテトラ(ジメチルフェニル)ジシロキサン、1,5-ジヒドロキシヘキサエチルトリシロキサン、1,3,5-トリヒドロキシ-3-エチル-1,1,5,5-テトラメチルトリシロキサン、1,5-ジヒドロキシ-1,1,5,5,-テトラフェニル-3,3-ジ-パラトリルトリシロキサンなどが挙げられる。シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物は、上述のカルボニル基のα位の炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体1モルあたり、シラノール性水酸基が1当量以上、さらには1−5当量となるように配合することが望ましい。カルボニル基のα位の炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体と シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物は、これらの合計が記録層材料全体に対し1−30重量%とすることが望ましい。1重量%未満の場合、十分なアーカイバルライフが得られず、30重量%を超えると光散乱によるエラーの発生率が増大する恐れがある。 Examples of organosilicon compounds having silanolic hydroxyl groups include diphenylsilanediol, triphenylsilanol, diphenylmethylsilanol, phenylvinylsilanediol, tri (paramethoxyphenyl) silanol, triacetylsilanol, diphenyl described in JP-A-57-10622. Ethylsilanol, diphenylpropylsilanol, tri (paranitrophenyl) silanol, phenyldivinylsilanol, 2-butenyldiphenylsilanol, 2- (2-pentenyl) phenylsilanol, phenyldipropylsilanol, paramethylpentyldimethylsilanol, triethylsilanol, Trimethylsilanol, tripropylsilanol, tri-n-butylsilanol, triisobutylsilanol, 1,3-dihydroxy-1,3-dimethyl-1,3- Phenyldisiloxane, 1,5-dihydroxy-1,3,5-trimethyl-1,3,5-triphenyltrisiloxane, 1,7-dihydroxy-1,3,5,7-tetramethyl-1,3, 5,7-tetraphenyltetrasiloxane, 1,3-dihydroxytetraphenyldisiloxane, 1,5-dihydroxyhexaphenyltrisiloxane, 1,7-dihydroxyoctaphenyltetrasiloxa, 1,5-dihydroxy-3,3- Dimethyl-1,1,5,5-tetraphenyltrisiloxane, 1,3-dihydroxytetra (dimethylphenyl) disiloxane, 1,5-dihydroxyhexaethyltrisiloxane, 1,3,5-trihydroxy-3-ethyl -1,1,5,5-tetramethyltrisiloxane, 1,5-dihydroxy-1,1,5,5, -tetraphenyl-3,3-di-paratolyltrisiloxane and the like. The organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group has at least 1 equivalent of silanolic hydroxyl group per mole of an aluminum complex having a β-diketone having a carbon atom at the α-position of the carbonyl group as the ligand. It is desirable to blend so as to be −5 equivalents. An aluminum complex having a β-diketone having an alkyl group as the carbon at the α-position of the carbonyl group and an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group, the total of these is 1-30 wt% with respect to the entire recording layer material. It is desirable to do. If the amount is less than 1% by weight, a sufficient archival life cannot be obtained, and if it exceeds 30% by weight, the rate of occurrence of errors due to light scattering may increase.
スピロオルトエステル、スピロオルトカーボナート、環状カーボナート、ビシクロオルトエステルとしては上述の非特許文献1,2に記載されたものが挙げられる。具体的には、図1に(化1)〜(化17)で示した化合物が挙げられる。スピロオルトエステル、スピロオルトカーボナート、環状カーボナート、ビシクロオルトエステルは記録層材料全体に対し1−30重量%とすることが望ましい。1重量%未満の場合、十分なアーカイバルライフが得られず、30重量%を超えると光散乱によるエラーの発生率が増大する恐れがある。
Examples of the spiroorthoester, spiroorthocarbonate, cyclic carbonate, and bicycloorthoester include those described in
本発明の記録層には記録時に重合するモノマーとしてラジカル重合性化合物を混合させることが好ましい。ラジカル重合性化合物としては、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物が挙げられる。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、ビニル化合物などが挙げられる。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、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、1-ブロモ-2-ビニルナフタレン、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。 In the recording layer of the present invention, a radical polymerizable compound is preferably mixed as a monomer that is polymerized during recording. Examples of the radical polymerizable compound include compounds having an ethylenically unsaturated double bond. Examples thereof include unsaturated carboxylic acids, unsaturated carboxylic acid esters, unsaturated carboxylic acid amides, and vinyl compounds. 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, 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-methylenebisacrylamide, acryloylmol Phosphorus, 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-phenylmethacrylamide, N-phenylacrylamide, N-vinylpyrrolidinone, N-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 1-bromo-2-vinylnaphthalene, bicyclopentenyl acrylate, 1,6-hexanediol Diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol Hexaacrylate, diethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, tripropylene glycol diacrylate, propylene glycol trimethacrylate, diallyl phthalate, and triallyl trimellitate and the like.
これらのラジカル重合性化合物は、記録層全体に対して1〜50重量%の割合となるように配合することが好ましい。1重量%未満の場合には、記録領域の屈折率を十分に高めることができず、一方、50重量%を越えると体積収縮が大きくなって解像度が低下するおそれがある。より好ましくは、ラジカル重合性化合物の配合量は、記録層全体に対して2〜30重量%である。 These radically polymerizable compounds are preferably blended in a proportion of 1 to 50% by weight with respect to the entire recording layer. When the amount is less than 1% by weight, the refractive index of the recording area cannot be sufficiently increased. On the other hand, when the amount exceeds 50% by weight, the volume shrinkage increases and the resolution may be lowered. More preferably, the blending amount of the radical polymerizable compound is 2 to 30% by weight with respect to the entire recording layer.
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、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。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、2−クロロチオキサントン、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、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−グ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。 Examples of the photo radical polymerization initiator include imidazole derivatives, organic azide compounds, titanocenes, organic peroxides, and thioxanthone derivatives. 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, 2-chlorothioxanthone, 3,3′4,4′-tetra (t- Butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2,4,6-tris (trichloromethyl) 1,3,5-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichlorome 1) 1,3,5-triazine, 2-[(p-methoxyphenyl) ethylene] -4,6-bis (trichloromethyl) 1,3,5-triazine, Irgacure 149, 184 manufactured by Ciba Specialty Chemicals, 369, 651, 784, 819, 907, 1700, 1800, 1850 and the like, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-gutylcumyl peroxide, t-butyl peroxyacetate, t -Butyl peroxyphthalate, t-butyl peroxybenzoate, acetyl peroxide, isobutyryl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, methyl ethyl Ketone peroxide, and cyclohexanone peroxide.
上述したような光ラジカル重合開始剤は、記録層全体に対して0.1〜10重量%の割合となるように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り、10重量%を越えると、光吸収が大きくなりすぎて解像度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、0.2-7.0重量%である。 The radical photopolymerization initiator as described above is preferably blended so as to have a ratio of 0.1 to 10% by weight with respect to the entire recording layer. If the amount is less than 0.1% by weight, a sufficient change in refractive index may not be obtained. If the amount exceeds 10% by weight, the light absorption becomes excessively high and the resolution may be lowered. More preferably, the blending amount of the radical photopolymerization initiator is 0.2 to 7.0% by weight.
必要に応じてシアニン、メロシアニン、キサンテン、クマリン、エオシンなどの増感色素、シランカップリング剤、および可塑剤などを加えてもよい。 If necessary, sensitizing dyes such as cyanine, merocyanine, xanthene, coumarin, and eosin, silane coupling agents, and plasticizers may be added.
スピロオルトエステル、スピロオルトカーボナート、環状カーボナート、ビシクロオルトエステルのカチオン重合を促進させるため光カチオン重合開始剤を添加してもよい。光カチオン重合促進剤としては公知のスルホニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩などのオニウム塩、トリアジン等を適宜使用することができる。これらを加えることで、光記録による体積収縮率を低減することができる。 A cationic photopolymerization initiator may be added to promote cationic polymerization of spiro orthoester, spiro ortho carbonate, cyclic carbonate, or bicyclo ortho ester. As the cationic photopolymerization accelerator, known onium salts such as sulfonium salts, ammonium salts and phosphonium salts, triazines and the like can be used as appropriate. By adding these, volume shrinkage due to optical recording can be reduced.
具体的には、ジ(パラターシャリーブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジ(パラターシャリーブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ジ(パラターシャリーブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロアルセネート、ジ(パラターシャリーブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロアンチモネート、ベンゾイントシレート、オルトニトロベンジルパラトルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリ(ターシャリーブチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ベンゼンジアゾニウムパラトルエンスルホネート、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシフェニルビニル)−1,3,5−トリアジン、および2−(4’−メトキシ−1’−ナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Specifically, di (para-tertiary butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, di (para-tertiary butylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, di (para-tertiary butylphenyl) iodonium tetrafluoroarsenate, di (para-tertiary) (Butylphenyl) iodonium tetrafluoroantimonate, benzoin tosylate, orthonitrobenzyl p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tri (tertiarybutylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, benzenediazonium p-toluenesulfonate, 2-methyl-4 , 6-Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (trichloro Til) -1,3,5-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- (p-methoxyphenyl) Vinyl) -1,3,5-triazine, 2- (4′-methoxy-1′-naphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, and the like.
ホログラム記録層においては、マトリクスが適度な硬さを有することは重要であり、柔らかすぎるとラジカル重合性モノマーの拡散は速く、重合反応は速やかに進むが、記録した信号が保持できずエラーの発生につながる。一方、マトリクスが硬すぎる場合では、ラジカル重合性モノマーの拡散は遅く、記録に時間が掛かってしまう。よって、記録層は、室温(25℃)にてゴム状弾性を示し、デュロメータ硬さの値がA45以上A85以下になるように調製される。好ましくはA50以上A80以下、より好ましくはA55以上A75以下である。A45以上であることにより、ラジカル重合性化合物の移動による記録層の体積変化を抑制でき、A85以下であることにより、ラジカル重合性化合物の移動を過剰に妨げず、記録感度および回折効率を維持できる。デュロメータ硬さは、JIS K 6253(ゴムの硬さ試験方法。国際規格ISO 7619-1:2004に整合する。)もしくはこれに対応する試験方法を用いて測定するものとする。 In the hologram recording layer, it is important that the matrix has an appropriate hardness. If it is too soft, the radical polymerizable monomer diffuses quickly and the polymerization reaction proceeds rapidly, but the recorded signal cannot be retained and an error occurs. Leads to. On the other hand, when the matrix is too hard, the diffusion of the radical polymerizable monomer is slow and recording takes time. Accordingly, the recording layer is prepared such that it exhibits rubber-like elasticity at room temperature (25 ° C.) and has a durometer hardness value of A45 or more and A85 or less. Preferably they are A50 or more and A80 or less, More preferably, they are A55 or more and A75 or less. When it is A45 or more, the volume change of the recording layer due to the movement of the radical polymerizable compound can be suppressed, and when it is A85 or less, the movement of the radical polymerizable compound is not excessively prevented and the recording sensitivity and diffraction efficiency can be maintained. . The durometer hardness shall be measured using JIS K 6253 (rubber hardness test method, consistent with international standard ISO 7619-1: 2004) or a test method corresponding thereto.
本発明の実施形態にかかるホログラム記録媒体は、上述したような成分を含有する記録層溶液を基板上に塗布し、記録層を形成することによって得られる。基板としては、ガラス基板およびポリカーボネートやシクロオレフィンポリマー等の透明プラスチック基板を用いることができる。プラスチック基板には記録層溶液や光照射で生じる酸や塩基による基板の劣化を抑えるとともに、雰囲気中の酸素が記録層に達するのを抑えるためにSiO2やSiOC、SiOCNなどの無機膜を5nm〜100nm程度の膜厚で記録層と接する面にコーティングすることが好ましい。必要に応じ空気と接する基板の面にもこれらの無機膜をコーティングしてもよい。 The hologram recording medium according to the embodiment of the present invention can be obtained by coating a recording layer solution containing the above-described components on a substrate to form a recording layer. As the substrate, a glass substrate and a transparent plastic substrate such as polycarbonate or cycloolefin polymer can be used. In order to suppress the deterioration of the substrate due to the recording layer solution or the acid or base generated by light irradiation on the plastic substrate, and to suppress the oxygen in the atmosphere from reaching the recording layer, an inorganic film such as SiO2, SiOC, or SiOCN is 5 nm to 100 nm. It is preferable to coat the surface in contact with the recording layer with a film thickness of a certain degree. If necessary, these inorganic films may be coated on the surface of the substrate in contact with air.
記録層の塗布に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。樹脂製のスペーサーを介して2枚のガラス板を配置し、その間隙に記録層前駆体溶液を流し込むこともできる。記録層の膜厚は、20μm〜5mmの範囲内であることが好ましい。20μm未満の場合には、十分な記憶容量を得ることが困難となり、5mmを越えると透過率が低下し解像度が劣化するおそれがある。より好ましくは、記録層の膜厚は50μm〜2mmの範囲内である。 Casting or spin coating can be employed for applying the recording layer. It is also possible to arrange two glass plates through a resin spacer and pour the recording layer precursor solution into the gap. The film thickness of the recording layer is preferably in the range of 20 μm to 5 mm. If it is less than 20 μm, it is difficult to obtain a sufficient storage capacity, and if it exceeds 5 mm, the transmittance may be lowered and the resolution may be deteriorated. More preferably, the film thickness of the recording layer is in the range of 50 μm to 2 mm.
本発明の実施形態にかかるホログラム記録媒体には、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再生が行なわれる。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)のいずれであっても構わない。情報光と参照光との干渉方法は、二光束干渉法あるいは同軸干渉法とすることができる。記録に用いる光源としては、可干渉性など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、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。記録後の定着露光に用いる光源としては、未反応のラジカル重合性化合物が重合することが可能な光であればどのようなものであっても良いが、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)、Nd:YAGレーザーの第4高調波(266nm)、紫外発光LEDなどが上げられる。 In the hologram recording medium according to the embodiment of the present invention, hologram recording / reproduction is performed by causing information light and reference light to interfere with each other inside the recording layer. The hologram (holography) to be recorded may be either a transmission hologram (transmission holography) or a reflection hologram (reflection holography). The interference method between the information beam and the reference beam can be a two-beam interference method or a coaxial interference method. As a light source used for recording, a linearly polarized laser is desirable from the viewpoint of coherence. Specific examples of the laser include a semiconductor laser, a He—Ne laser, an argon laser, and a YAG laser. The light source used for fixing exposure after recording may be any light as long as it can polymerize an unreacted radical polymerizable compound. For example, a xenon lamp, a mercury lamp, a high-pressure mercury lamp Mercury xenon lamp, gallium nitride based light emitting diode, gallium nitride based semiconductor laser, excimer laser, Nd: YAG laser third harmonic (355 nm), Nd: YAG laser fourth harmonic (266 nm), ultraviolet light emitting LED, etc. Is raised.
<媒体評価法>
以下に、本実施形態の媒体評価法を説明する。
<Media Evaluation Method>
Below, the medium evaluation method of this embodiment is demonstrated.
<光記録再生装置および記録再生方法>
図2は本実施例に係るホログラム型光情報記録装置の一例として二光束干渉法を用いたホログラム型光情報記録装置の概略図である。図3にホログラム型光記録媒体近傍での概略図を示す。
<Optical recording / reproducing apparatus and recording / reproducing method>
FIG. 2 is a schematic diagram of a hologram type optical information recording apparatus using a two-beam interference method as an example of the hologram type optical information recording apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 shows a schematic view in the vicinity of the hologram type optical recording medium.
以下、ホログラムの記録再生、及びホログラム型光記録媒体の性能評価の方法について説明する。 Hereinafter, methods for recording and reproducing holograms and evaluating the performance of hologram type optical recording media will be described.
光源装置1としては外部共振器を有するGaN系半導体レーザー(波長405nm)を使用し、ビームエキスパンダー2は光源装置1の出射光をホログラム記録に適したビーム径に広げ、旋光用光学素子3はビームエキスパンダーによって広げられた光を旋光してS偏光成分とP偏光成分を含む光を生成するようになっている。旋光用光学素子3には、例えば1/2波長板、1/4波長板などが用いられる。旋光用光学素子3を透過してきた光のうちS偏光成分は偏光ビームスプリッター4によって反射され情報光10となり、P偏光成分は偏光ビームスプリッター4を透過して参照光11となる。偏光ビームスプリッター4で反射された情報光10は、ミラー7で反射された後、電磁シャッター9を通過し回転ステージ12上に保持された透過型ホログラム型光記録媒体13の記録層20に照射される。偏光ビームスプリッター4を透過した参照光11は旋光用光学素子5によって偏光方向が90度回転しS偏光となり、ミラー6で反射された後、電磁シャッター8を通過し、回転ステージ12上に保持されたホログラム型光記録媒体13の記録層20内で情報光10と交差するように照射され、透過型ホログラム17を形成する。
A GaN-based semiconductor laser (wavelength 405 nm) having an external resonator is used as the
次に、上記の手段を用いて記録されたホログラムを再生する方法について説明する。電磁シャッター9を閉じることにより情報光10を遮断し、参照光11のみをホログラム型光記録媒体13の記録層20内に形成された透過型ホログラム17に照射する。参照光11の一部はホログラム型光記録媒体13を透過する際、透過型ホログラム17により回折し、その回折光は光検出器14により検出される。
Next, a method for reproducing a hologram recorded using the above means will be described. The information light 10 is blocked by closing the electromagnetic shutter 9, and only the
次にホログラム型光記録媒体の記録性能評価の方法について説明する。本発明ではホログラムの記録性能の指標として、記録ダイナミックレンジを表すM/#(Mナンバー)を用いた。M/#は、ホログラム型光記録媒体の記録層内の同一領域に記録が出来なくなるまでnページのホログラムを多重記録・再生した際、i番目のホログラムからの回折効率をηiとすると次式の様に表される。
M/#の値が大きいホログラム型光記録媒体ほど、記録ダイナミックレンジが大きく多重記録性能に優れている。本実施例では、回折効率ηは参照光11のみをホログラム型光記録媒体13に照射した際、光検出器15で検出される光強度をIt、光検出器14で検出される光強度をIdとするとη=Id/(It+Id)、で表される内部回折効率を用い、回転ステージ12を用いてホログラム型光記録媒体13を回転させることにより角度多重記録・再生を行い、M/#を測定した。記録媒体13上に照射される情報光10、参照光11のビーム径は4mm、光強度は7mW/cm2とし、1°間隔で59角度多重記録を行った。記録後、ホログラムを安定化させるため紫外光源装置16で30分間光照射した。以下、具体例を示して本発明をさらに詳細に説明する。なお、本実施例では一連の作業は、記録層が感光しないように、波長600nmより短い光が遮光されている室内で行なった。記録部の体積収縮は非特許文献3を参照して測定した。
A hologram type optical recording medium having a larger M / # value has a larger recording dynamic range and better multiplex recording performance. In this embodiment, the diffraction efficiency η is the light intensity detected by the
(実施例1)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量151、ナガセケミテックス社製)5.0gと、カルボニル基のα位炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体としてのアルミニウムトリス(エチルアセチルアセテート)0.4gとを暗室内で混合、撹拌して溶液Aを調製した。
Example 1
Aluminum as an aluminum complex having 5.0 g of 1,6-hexanediol diglycidyl ether (epoxy equivalent 151, manufactured by Nagase ChemteX Corp.) and β-diketone having an alkyl group at the α-position of the carbonyl group as a ligand Solution A was prepared by mixing and stirring 0.4 g of tris (ethylacetylacetate) in a dark room.
さらに、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量151、ナガセケミテックス社製)5.0gと、シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物としてのトリフェニルシラノール0.6gとを混合、撹拌して溶液Bを得た。溶液Aと溶液Bを混合した後、この混合溶液5gを分取し、スピロオルトカーボナートである(化7)0.25gとラジカル重合性モノマーである2−ビニルナフタレン0.25gと光ラジカル重合開始剤であるイルガキュア784を0.023g加えて混合して溶液を調製した。最後に、脱泡して記録層前駆体溶液を得た。 Further, 5.0 g of 1,6-hexanediol diglycidyl ether (epoxy equivalent 151, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) and 0.6 g of triphenylsilanol as an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group were mixed and stirred. Solution B was obtained. After mixing the solution A and the solution B, 5 g of this mixed solution was taken, 0.25 g of spiroorthocarbonate (chemical formula 7), 0.25 g of 2-vinylnaphthalene as a radical polymerizable monomer, and photo radical polymerization. 0.023g of Irgacure 784 which is an initiator was added and mixed to prepare a solution. Finally, defoaming was performed to obtain a recording layer precursor solution.
テフロン(登録商標)製シートのスペーサーを載せたガラス基板に溶液を流し、その上にもう一枚のガラス基板を置いて固定した。これを、60℃のオーブンで4時間加熱することにより、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作製した。また、ガラス基板と記録層の間の剥がれはなかった。 The solution was poured onto a glass substrate on which a spacer of a Teflon (registered trademark) sheet was placed, and another glass substrate was placed on the glass substrate and fixed. This was heated in an oven at 60 ° C. for 4 hours to prepare a hologram recording medium test piece having a recording layer having a thickness of 200 μm. Further, there was no peeling between the glass substrate and the recording layer.
上述の媒体評価方法によりM/#を測定したところその値は7.4、体積収縮率は0.29%であった。この媒体を80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は6.8であった。また、同じ組成比の記録層前駆体を金型に流し、加熱して5mm厚の硬度測定用の試験片を作製した。JIS K 6253に従ってデュロメータで硬度を測定したところA硬度は72であった。 When M / # was measured by the above-described medium evaluation method, the value was 7.4, and the volumetric shrinkage was 0.29%. The medium was stored in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, and then M / # of the recording portion was measured. The value was 6.8. A recording layer precursor having the same composition ratio was poured into a mold and heated to prepare a test piece for hardness measurement having a thickness of 5 mm. When the hardness was measured with a durometer in accordance with JIS K 6253, the A hardness was 72.
(比較例1)
スピロオルトカーボナートである(化7)を添加しないこと以外は、実施例1と同じ組成で記録層前駆体溶液を調製した。実施例1と同様の操作で媒体を作製し、M/#を測定したところその値は7.3、体積収縮率は0.33%であった。また、実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は5.4であった。また記録層の外周部にガラス基板との間に剥がれが生じていた。
(Comparative Example 1)
A recording layer precursor solution was prepared with the same composition as in Example 1 except that the spiro orthocarbonate (Chemical Formula 7) was not added. A medium was manufactured in the same manner as in Example 1, and M / # was measured. As a result, the value was 7.3 and the volumetric shrinkage was 0.33%. Further, as in Example 1, after storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, the M / # of the recording part was measured, and the value was 5.4. Also, peeling occurred between the outer peripheral portion of the recording layer and the glass substrate.
(実施例2)
実施例1の組成に光カチオン重合開始剤4−メチルフェニル[4−(1−メチルエチル)フェニル]ヨードニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを0.05gを加える以外は、実施例1と同じ組成で記録層前駆体溶液を調製した。実施例1と同様の操作で媒体を作製し、M/#を測定したところその値は7.4、体積収縮は0.19%であった。実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は7.0であった。また、ガラス基板と記録層の間に剥がれはなかった。
(Example 2)
The same composition as in Example 1 except that 0.05 g of the photocationic polymerization initiator 4-methylphenyl [4- (1-methylethyl) phenyl] iodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate is added to the composition of Example 1. A recording layer precursor solution was prepared. A medium was manufactured by the same operation as in Example 1, and M / # was measured. As a result, the value was 7.4 and the volume shrinkage was 0.19%. In the same manner as in Example 1, after storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, the M / # of the recording part was measured and found to be 7.0. Further, there was no peeling between the glass substrate and the recording layer.
(実施例3)
ジエチレングリコールジグリシジルエーテル5.0gと、カルボニル基のα位炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体としてのアルミニウムトリス(エチルアセチルアセテート)0.4gとを暗室内で混合、撹拌して溶液Aを調製した。
(Example 3)
A mixture of 5.0 g of diethylene glycol diglycidyl ether and 0.4 g of aluminum tris (ethylacetylacetate) as an aluminum complex having a β-diketone having an alkyl group at the α-position carbon of the carbonyl group in a dark room, Solution A was prepared by stirring.
さらに、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル5.0gと、シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物としてのトリフェニルシラノール0.6gとを混合、撹拌して溶液Bを得た。 Furthermore, 5.0 g of diethylene glycol diglycidyl ether and 0.6 g of triphenylsilanol as an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group were mixed and stirred to obtain a solution B.
溶液Aと溶液Bを混合した後、攪拌後の混合溶液5gを分取し、スピロオルトエステルである(化4)0.25gとラジカル重合性モノマーである2−ビニルナフタレン0.25gと光ラジカル重合開始剤であるイルガキュア819を0.05g加えて混合して溶液を調製した。最後に、脱泡して記録層前駆体溶液を得た。実施例1と同様の操作で媒体を作製し、M/#を測定したところその値は7.5、体積収縮は0.28%であった。実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は6.9であった。実施例1と同様の操作で記録層の硬度を測定したところA硬度は68であった。また、ガラス基板と記録層の間に剥がれはなかった。 After mixing the solution A and the solution B, 5 g of the mixed solution after stirring was taken, 0.25 g of the spiro orthoester (Chemical Formula 4), 0.25 g of 2-vinylnaphthalene as a radical polymerizable monomer, and a photo radical. 0.05 g of Irgacure 819 which is a polymerization initiator was added and mixed to prepare a solution. Finally, defoaming was performed to obtain a recording layer precursor solution. A medium was produced by the same operation as in Example 1, and M / # was measured. As a result, the value was 7.5 and the volume shrinkage was 0.28%. After storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours in the same manner as in Example 1, the M / # of the recording portion was measured and found to be 6.9. When the hardness of the recording layer was measured by the same operation as in Example 1, the A hardness was 68. Further, there was no peeling between the glass substrate and the recording layer.
(比較例2)
スピロオルトエステルである(化4)を添加しないこと以外は、実施例3と同じ組成で記録層前駆体溶液を調製した。同様の操作で媒体を作製しM/#を測定したところその値は7.3、体積収縮率は0.36%であった。また、実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は5.3であった。また記録層の外周部にガラス基板との間に剥がれが生じていた。
(Comparative Example 2)
A recording layer precursor solution was prepared with the same composition as in Example 3 except that the spiro orthoester (Chemical Formula 4) was not added. When a medium was manufactured by the same operation and M / # was measured, the value was 7.3 and the volume shrinkage was 0.36%. Further, as in Example 1, after storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, the M / # of the recording part was measured and found to be 5.3. Also, peeling occurred between the outer peripheral portion of the recording layer and the glass substrate.
(実施例4)
実施例3の組成に光カチオン重合開始剤4−メチルフェニル[4−(1−メチルエチル)フェニル]ヨードニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを0.05gを加える以外は、実施例3と同じ組成で記録層前駆体溶液を調製した。実施例1と同様の操作で媒体を作製しM/#を測定したところその値は7.4、体積収縮は0.17%であった。実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は7.0であった。また、ガラス基板と記録層の間に剥がれはなかった。
Example 4
The composition of Example 3 is the same as that of Example 3 except that 0.05 g of the photocationic polymerization initiator 4-methylphenyl [4- (1-methylethyl) phenyl] iodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate is added. A recording layer precursor solution was prepared. A medium was prepared by the same operation as in Example 1, and M / # was measured. As a result, the value was 7.4 and the volume shrinkage was 0.17%. In the same manner as in Example 1, after storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, the M / # of the recording part was measured and found to be 7.0. Further, there was no peeling between the glass substrate and the recording layer.
(実施例5)
ジエチレングリコールジグリシジルエーテル5.0gと、カルボニル基のα位炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体としてのアルミニウムトリス(アセチルアセトネート)0.4gとを暗室内で混合、撹拌して溶液Aを調製した。
(Example 5)
Mixing 5.0 g of diethylene glycol diglycidyl ether and 0.4 g of aluminum tris (acetylacetonate) as an aluminum complex having a β-diketone having an alkyl group at the α-position carbon of the carbonyl group in a dark room, Solution A was prepared by stirring.
さらに、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル5.0gと、シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物としてのトリフェニルシラノール0.6gとを混合、撹拌して溶液Bを得た。 Furthermore, 5.0 g of diethylene glycol diglycidyl ether and 0.6 g of triphenylsilanol as an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group were mixed and stirred to obtain a solution B.
溶液Aと溶液Bを混合した後、この混合溶液5gを分取し、環状カーボナートである(化14)0.25gとラジカル重合性モノマーである1−ブロモ−2―ビニルナフタレン0.25gと光ラジカル重合開始剤であるイルガキュア819を0.05g加えて混合して溶液を調製した。最後に、脱泡して記録層前駆体溶液を得た。実施例1と同様の操作で媒体を作製しM/#を測定したところその値は8.6、体積収縮は0.28%であった。実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は8.1であった。実施例1と同様の操作で記録層の硬度を測定したところA硬度は66であった。また、ガラス基板と記録層の間に剥がれはなかった。 After mixing the solution A and the solution B, 5 g of this mixed solution was taken, 0.25 g of the cyclic carbonate (Chemical Formula 14), 0.25 g of 1-bromo-2-vinylnaphthalene as the radical polymerizable monomer, and light 0.05 g of Irgacure 819 as a radical polymerization initiator was added and mixed to prepare a solution. Finally, defoaming was performed to obtain a recording layer precursor solution. A medium was prepared by the same operation as in Example 1, and M / # was measured. As a result, the value was 8.6 and the volume shrinkage was 0.28%. As in Example 1, after storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, the M / # of the recording part was measured and found to be 8.1. When the hardness of the recording layer was measured by the same operation as in Example 1, the A hardness was 66. Further, there was no peeling between the glass substrate and the recording layer.
(比較例3)
環状カーボナートである(化14)を添加しないこと以外は、実施例5と同じ組成で記録層前駆体溶液を調製した。同様の操作で媒体を作製しM/#を測定したところその値は8.3、体積収縮率は0.33%であった。また、実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は6.8であった。また記録層の外周部にガラス基板との間に剥がれが生じていた
(実施例6)
実施例5の組成に光カチオン重合開始剤ジ(パラターシャリーブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロアンチモネートを0.05g加える以外は、実施例5と同じ組成で記録層前駆体溶液を調製した。実施例1と同様の操作で媒体を作製しM/#を測定したところその値は8.7、体積収縮は0.18%であった。実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は8.0であった。また、ガラス基板と記録層の間に剥がれはなかった。
(Comparative Example 3)
A recording layer precursor solution was prepared with the same composition as in Example 5 except that the cyclic carbonate (Chemical Formula 14) was not added. When a medium was prepared by the same operation and M / # was measured, the value was 8.3 and the volume shrinkage was 0.33%. Further, as in Example 1, after storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, M / # of the recording portion was measured, and the value was 6.8. In addition, peeling occurred between the outer peripheral portion of the recording layer and the glass substrate (Example 6).
A recording layer precursor solution was prepared with the same composition as in Example 5 except that 0.05 g of the photocationic polymerization initiator di (paratertiary butylphenyl) iodonium tetrafluoroantimonate was added to the composition of Example 5. A medium was prepared by the same operation as in Example 1 and M / # was measured. As a result, the value was 8.7 and the volume shrinkage was 0.18%. In the same manner as in Example 1, after storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, the M / # of the recording portion was measured and found to be 8.0. Further, there was no peeling between the glass substrate and the recording layer.
(実施例7)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量151、ナガセケミテックス社製)5.0gと、カルボニル基のα位炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体としてのアルミニウムトリス(エチルアセチルアセテート)0.4gとを暗室内で混合、撹拌して溶液Aを調製した。
(Example 7)
Aluminum as an aluminum complex having 5.0 g of 1,6-hexanediol diglycidyl ether (epoxy equivalent 151, manufactured by Nagase ChemteX Corp.) and β-diketone having an alkyl group at the α-position of the carbonyl group as a ligand Solution A was prepared by mixing and stirring 0.4 g of tris (ethylacetylacetate) in a dark room.
さらに、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量151、ナガセケミテックス社製)5.0gと、シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物としてのトリフェニルシラノール0.6gとを混合、撹拌して溶液Bを得た。 Further, 5.0 g of 1,6-hexanediol diglycidyl ether (epoxy equivalent 151, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) and 0.6 g of triphenylsilanol as an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group were mixed and stirred. Solution B was obtained.
溶液Aと溶液Bを混合した後、この混合溶液5gを分取し、ビシクロオルトカーボナートである(化2)0.25gとラジカル重合性モノマーである2−ビニルナフタレン0.25gと光ラジカル重合開始剤であるイルガキュア784を0.023g加えて混合して溶液を調製した。最後に、脱泡して記録層前駆体溶液を得た。実施例1と同様の操作で媒体を作製しM/#を測定したところその値は8.3、体積収縮は0.27%であった。実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は7.8であった。実施例1と同様の操作で記録層の硬度を測定したところA硬度は73であった。また、ガラス基板と記録層の間に剥がれはなかった。 After mixing the solution A and the solution B, 5 g of this mixed solution was taken, 0.25 g of bicycloorthocarbonate (Chemical Formula 2), 0.25 g of 2-vinylnaphthalene as a radical polymerizable monomer, and photo radical polymerization. 0.023g of Irgacure 784 which is an initiator was added and mixed to prepare a solution. Finally, defoaming was performed to obtain a recording layer precursor solution. A medium was prepared by the same operation as in Example 1 and M / # was measured. As a result, the value was 8.3 and the volume shrinkage was 0.27%. Similarly to Example 1, after storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, the M / # of the recording portion was measured, and the value was 7.8. When the hardness of the recording layer was measured by the same operation as in Example 1, the A hardness was 73. Further, there was no peeling between the glass substrate and the recording layer.
(比較例4)
ビシクロオルトエステルである(化2)を添加しないこと以外は、実施例7と同じ組成で記録層前駆体溶液を調製した。実施例1と同様の操作で媒体を作製しM/#を測定したところその値は8.2、体積収縮率は0.35%であった。また、実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は6.3であった。また記録層の外周部にガラス基板との間に剥がれが生じていた
(実施例8)
実施例5の組成に光カチオン重合開始剤ジ(パラターシャリーブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロアンチモネートを0.05g加える以外は、実施例7と同じ組成で記録層前駆体溶液を調製した。実施例1と同様の操作で媒体を作製しでM/#を測定したところその値は8.2、体積収縮は0.20%であった。実施例1と同様に80℃のオーブン内で2000時間保管した後、記録部のM/#を測定したところ、その値は7.7であった。また、ガラス基板と記録層の間に剥がれはなかった。
(Comparative Example 4)
A recording layer precursor solution was prepared with the same composition as in Example 7 except that the bicycloorthoester (Chemical Formula 2) was not added. A medium was prepared by the same operation as in Example 1 and M / # was measured. As a result, the value was 8.2 and the volume shrinkage was 0.35%. Further, as in Example 1, after storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours, the M / # of the recording part was measured and found to be 6.3. In addition, peeling occurred between the outer peripheral portion of the recording layer and the glass substrate (Example 8).
A recording layer precursor solution was prepared with the same composition as in Example 7 except that 0.05 g of the photocationic polymerization initiator di (paratertiary butylphenyl) iodonium tetrafluoroantimonate was added to the composition of Example 5. A medium was prepared by the same operation as in Example 1, and M / # was measured. As a result, the value was 8.2 and the volume shrinkage was 0.20%. After storing in an oven at 80 ° C. for 2000 hours in the same manner as in Example 1, the M / # of the recording part was measured and found to be 7.7. Further, there was no peeling between the glass substrate and the recording layer.
1 光源装置
2 ビームエキスパンダー
3 旋光用光学素子
4 偏光ビームスプリッター
5 旋光用光学素子
6 ミラー
7 ミラー
8 電磁シャッター
9 電磁シャッター
10 情報光
11 参照光
12 回転ステージ
13 透過型ホログラム光記録媒体
14 光検出器
15 光検出器
16 紫外光源装置
17 変調領域
18 透明基板
19 スペーサー
20 記録層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
(b) スピロオルトエステル、スピロオルトカーボナート、環状カーボナート、ビシクロオルトエスエルのうち少なくとも一種類
(c) カルボニル基のα位炭素がアルキル基を有するβ−ジケトンを配位子とするアルミニウム錯体
(d) シラノール性水酸基を有する有機ケイ素化合物
とを含むことを特徴とするホログラム記録媒体。 (a) Three-dimensional cross-linked polymer matrix
(b) At least one of spiro orthoester, spiro ortho carbonate, cyclic carbonate, and bicycloorthoester
(c) an aluminum complex having a β-diketone having an alkyl group at the α-position carbon of the carbonyl group as a ligand
(d) A hologram recording medium comprising an organosilicon compound having a silanolic hydroxyl group.
(f)光ラジカル重合開始剤をさらに含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載のホログラム記録媒体。 (e) Radical polymerizable compound
3. The hologram recording medium according to claim 1, further comprising (f) a photo radical polymerization initiator.
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