JP2013142805A - Rewritable hologram recording material and manufacturing method thereof, and hologram recording and reproduction system - Google Patents

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剛 河村
Yuki Tsurumi
裕貴 鶴見
Hiroyuki Muto
浩行 武藤
Mitsuteru Inoue
光輝 井上
Atsunori Matsuda
厚範 松田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rewritable hologram recording material capable of performing rewriting of hologram data by reversibly generating coloring and color fading by light irradiation and stably holding recording data and easy to manufacture, a manufacturing method thereof, and a hologram recording and reproduction system.SOLUTION: A rewritable hologram recording material is provided with a light-sensitive part in which a silver component, a halogen component, and a copper component are contained in a gel whose skeleton component is an organic silane compound. Accordingly, the light-sensitive part has sufficient sensitivity to light with a wavelength of about 405 nm used for hologram recording. Moreover, the absorbance of the light-sensitive part increases in response to light with a specified wavelength (for example, blue light or ultraviolet light), and it can be reduced by irradiating of light with a specified wavelength (visible light). Therefore, a hologram can be written and deleted by light.

Description

本発明は、光照射により着色と消色とを可逆的に実行できる書換型ホログラム記録材料及びその製造方法ならびにホログラム記録再生システムに関するものである。   The present invention relates to a rewritable hologram recording material capable of reversibly performing coloring and decoloring by light irradiation, a method for producing the same, and a hologram recording / reproducing system.

近年、情報技術の大容量化にともない、光学的記録媒体のさらなる大容量化、高密度化が必要となっている。大容量化を実現できる技術として、ホログラムを利用した記録技術が注目されている。ホログラムとは、参照光と対象物質方向からの反射光または透過光の2つ光が互いに干渉しあうことにより生じる干渉縞が作るパターンを感光材料に記録し、これに参照光と同じ角度から同一波長の光をあてると、光の回折原理により記録した情報が浮かび上がるというものである。かかるホログラム技術を用いた光メモリ(ホログラム記録媒体)は、テラビット(Tbits)オーダーの大容量の情報を高速に記録再生できる次世代光メモリとして開発が進められている。   In recent years, with the increase in capacity of information technology, it is necessary to further increase the capacity and density of optical recording media. As a technique capable of realizing a large capacity, a recording technique using a hologram is attracting attention. Hologram records on the photosensitive material a pattern formed by interference fringes generated by the interference between the reference light and the reflected or transmitted light from the direction of the target substance, and the same pattern from the same angle as the reference light. When light of a wavelength is applied, the recorded information emerges due to the light diffraction principle. An optical memory (hologram recording medium) using such a hologram technology is being developed as a next-generation optical memory capable of recording and reproducing large amounts of information on the order of terabits (Tbits) at high speed.

現在のところ、ホログラム記録媒体の材料の主流は、光重合と未反応モノマーの拡散とを駆動力とするフォトポリマー材料や銀塩フィルムである。フォトポリマー材料や銀塩フィルムは、書込みのみの記録媒体であり、記録された情報の書換えを行うことはできない。また、フォトポリマー材料では、十分に満足できる高速記録性、記録内容の高信頼性、それを発現するための低収縮性、均一な膜厚となる平滑性などを奏することによる優れた書換え特性の実現は困難である。   At present, the mainstream materials for hologram recording media are photopolymer materials and silver salt films that use photopolymerization and diffusion of unreacted monomers as driving forces. A photopolymer material or a silver salt film is a recording medium for writing only, and the recorded information cannot be rewritten. In addition, the photopolymer material has excellent rewriting characteristics due to sufficiently satisfying high-speed recording properties, high reliability of recorded contents, low shrinkage to express it, smoothness with a uniform film thickness, etc. Realization is difficult.

書換えが可能なホログラム記録媒体としては、フォトリフラクティブ結晶やフォトクロミック材料が有力視されている。フォトクロミック材料は、物質の光物性(色や蛍光など)が外部からの刺激によって可逆的に変化する材料であり、光学フィルター、ホログラム素子や光メモリ等の光学的記録媒体、調光素子等の光学素子のための原材料として、開発が進められている。   As rewritable hologram recording media, photorefractive crystals and photochromic materials are considered promising. A photochromic material is a material in which the optical properties (color, fluorescence, etc.) of a substance change reversibly by an external stimulus, and an optical element such as an optical filter, a hologram element, an optical memory, or a light control element Is being developed as a raw material for

このフォトクロミック材料として、ガラス基材上にハロゲン化銀系のフォトクロミック性被膜を形成したものが知られている。例えば、非特許文献1には、アルコキシシランと可溶性銀塩とを含む溶液をガラス基材上に塗布した後、塩化水素ガス中でハロゲン化処理をするフォトクロミック性被膜形成方法が開示されている。非特許文献2および特許文献1には、末端がハロゲンで置換された炭化水素基が結合したアルコキシシランで形成した膜を例えば200℃以上の高温で熱処理して遊離ハロゲンを発生させ、膜中にハロゲン化銀を生成させるフォトクロミック性被膜形成方法が開示されている。特許文献2には、銀を含む超微粒子と、ケイ素化合物と、熱分解によりハロゲンを遊離する化合物とを含む塗布液をガラス基材上に塗布して下層膜を形成し、さらにケイ素化合物と銅化合物とを含む塗布液を塗布・加熱して上層膜を形成するフォトクロミックガラスの製造方法が開示されている。   As this photochromic material, a material in which a silver halide photochromic film is formed on a glass substrate is known. For example, Non-Patent Document 1 discloses a photochromic film forming method in which a solution containing an alkoxysilane and a soluble silver salt is applied on a glass substrate and then halogenated in hydrogen chloride gas. In Non-Patent Document 2 and Patent Document 1, a film formed of an alkoxysilane bonded with a hydrocarbon group having a terminal substituted with halogen is heat-treated at a high temperature of, for example, 200 ° C. or more to generate free halogen, A method for forming a photochromic film that produces silver halide is disclosed. In Patent Document 2, a coating solution containing ultrafine particles containing silver, a silicon compound, and a compound that liberates halogen by thermal decomposition is applied onto a glass substrate to form an underlayer film, and further, a silicon compound and copper A method for producing photochromic glass is disclosed in which an upper layer film is formed by applying and heating a coating solution containing a compound.

さらに、特許文献3には、オルガノアルコキシシランとアルコキシチタン、銀、ハロゲンを用いた無機‐有機ハイブリッド膜の製造方法が開示されている。   Further, Patent Document 3 discloses a method for producing an inorganic-organic hybrid film using organoalkoxysilane, alkoxytitanium, silver, and halogen.

特開2000−109344号公報JP 2000-109344 A 特開2001−39739号公報JP 2001-39739 A 特開2011−112917号公報JP 2011-1112917 A

SPIEProc.,1590,152−159(1991)SPIEProc., 1590, 152-159 (1991) J.Sol−GelSci.Tech.,1,217−231(1994)J. et al. Sol-GelSci. Tech., 1,217-231 (1994)

しかしながら、フォトリフラクティブ結晶は、光に対する感度が弱く記録時に高電場印加が必要な上、長期間の保存でデータが自然に消えてしまうなどの問題点を有している。また、非特許文献1に記載された技術では、原料組成物に塩化水素ガスを作用させ塩化銀を生成させるため、そのガスの腐食性が強く、扱いが不便であって、生産性が悪いという問題点があった。   However, the photorefractive crystal has problems such as low sensitivity to light and application of a high electric field at the time of recording, and loss of data naturally after long-term storage. In addition, in the technique described in Non-Patent Document 1, hydrogen chloride gas is allowed to act on the raw material composition to produce silver chloride. Therefore, the gas is highly corrosive, inconvenient to handle, and poor in productivity. There was a problem.

更に、非特許文献1および特許文献1に記載される技術では、耐熱性の低い樹脂のような基板への適用が困難であるうえ、熱処理によりハロゲン化銀結晶が成長して粗大化しフォトクロミック特性が損なわれてしまうという問題点があった。また、このような高温熱処理をしてハロゲン化銀を生成させた場合、得られたフォトクロミック材料に紫外線照射すれば着色(情報の記録)させることができるが、退色(記録情報を消去)させるためには熱処理が必要となるという問題点があった。   Furthermore, in the techniques described in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, it is difficult to apply to a substrate such as a resin having low heat resistance, and a silver halide crystal grows and becomes coarse by heat treatment, resulting in a photochromic property. There was a problem of being damaged. In addition, when silver halide is produced by such high-temperature heat treatment, the resulting photochromic material can be colored (recording information) by irradiating it with ultraviolet rays, but in order to cause fading (erasing recorded information). Has a problem that it requires heat treatment.

特許文献2に記載された技術では、得られたフォトクロミック材料に紫外線を照射して着色させた後、暗所に常温で放置すれば退色させることができる。しかし、フォトクロミック材料を2層で形成する必要があるため工程が煩雑となり製造コストの上昇を招きかねないという問題点があった。更には、得られるフォトクロミック材料は、紫外線照射によって生じた着色が暗所放置によって自然退色してしまうため、かかるフォトクロミック材料を記録媒体として適用した場合、記録した情報の長期的な保持が難しく、記録された情報の信頼性の確保や、使用者の任意のタイミングでの情報書換えが困難になるという問題点が生じてしまう。   In the technique described in Patent Document 2, after the obtained photochromic material is colored by irradiating with ultraviolet rays, it can be faded if left in a dark place at room temperature. However, since it is necessary to form the photochromic material in two layers, there is a problem that the process becomes complicated and the manufacturing cost may increase. Furthermore, since the resulting photochromic material is naturally discolored when left in the dark due to the color produced by ultraviolet irradiation, when such a photochromic material is applied as a recording medium, it is difficult to maintain recorded information for a long period of time. As a result, there arises a problem that it is difficult to ensure the reliability of the information and to rewrite the information at any timing of the user.

加えて、これらのフォトクロミック材料の技術では、紫外光による還元によって光学特性の変化を誘起することはできるが、ホログラム記録媒体に必要とされる405nm付近の光に対する十分な感度を付与することが困難であった。   In addition, these photochromic material technologies can induce changes in optical properties by reduction with ultraviolet light, but it is difficult to provide sufficient sensitivity to light near 405 nm required for hologram recording media. Met.

このような事情を背景として、本願出願人らは、鋭意検討した結果、特許文献3に示すように、オルガノアルコキシシランとアルコキシチタン、銀、ハロゲンを用いた無機‐有機ハイブリッド膜を発明した。この場合、当該ハイブリッド膜は、405nm付近の光に対する十分な感度を有しており、ホログラム記録を良好に行うことができ、且つ、塩素ガスを用いることや高温熱処理が不要であり、汎用的なゾルゲルプロセスに基づいて1層構造の塗膜として容易に製造できる。   Against this backdrop, the applicants of the present invention have invented an inorganic-organic hybrid film using organoalkoxysilane, alkoxytitanium, silver, and halogen as shown in Patent Document 3 as a result of intensive studies. In this case, the hybrid film has sufficient sensitivity to light near 405 nm, can perform holographic recording well, does not require chlorine gas, and does not require high-temperature heat treatment. Based on the sol-gel process, it can be easily produced as a single-layer coating film.

しかし、当該ハイブリッド膜も、405nmにて生じた着色は、熱処理によらなければ消色することができないという問題点があった。ホログラム記録媒体に記録される情報の書換えに際して熱処理を施す場合には、熱源を設けなくてはならず、書換え型のホログラム記録装置が大型化してしまうという問題点があった。   However, the hybrid film also has a problem that the color generated at 405 nm cannot be erased unless it is subjected to heat treatment. When heat treatment is performed when rewriting the information recorded on the hologram recording medium, a heat source must be provided, and the rewritable hologram recording apparatus becomes large.

本発明は上記した課題を解決するためになされたもので、光照射により着色と退色とを可逆的に生じさせてホログラムデータの書き換えを実行できると共に、記録データを安定して保持することができる上、製造が容易な書換型ホログラム記録材料及びその製造方法ならびにホログラム記録再生システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can rewrite hologram data by reversibly causing coloring and fading by light irradiation, and can stably hold recorded data. Another object of the present invention is to provide a rewritable hologram recording material that is easy to manufacture, a method for manufacturing the same, and a hologram recording / reproducing system.

この目的を達成するために、請求項1記載の書換型ホログラム記録材料は、銀成分が酸化還元反応により銀イオンまたはハロゲン化銀の状態から金属銀の状態に可逆的に変化することに基づいてホログラムを書換可能に記録するものであって、有機シラン化合物を骨格成分とするゲル中に、銀成分と、ハロゲン成分と、銅成分とが含まれた光感応部を備え、その光感応部は、特定波長の光に感応して、ゲル中に含まれている銀成分が銀イオンまたはハロゲン化銀の状態から金属銀に可逆的に変換されることにより、吸光度が変化するものである。   In order to achieve this object, the rewritable hologram recording material according to claim 1 is based on the fact that the silver component reversibly changes from a silver ion or silver halide state to a metallic silver state by an oxidation-reduction reaction. A hologram is recorded so as to be rewritable, and includes a photosensitive portion containing a silver component, a halogen component, and a copper component in a gel having an organosilane compound as a skeleton component, and the photosensitive portion is In response to light of a specific wavelength, the silver component contained in the gel is reversibly converted from silver ion or silver halide to metallic silver, whereby the absorbance changes.

尚、「可逆的に変化する」とは、銀イオンまたはハロゲン化銀が還元により金属銀に変化し、金属銀が酸化により銀イオンまたはハロゲン化銀に変化することを意味するものである。   Note that “reversibly change” means that silver ions or silver halide changes to metal silver upon reduction, and metal silver changes to silver ion or silver halide upon oxidation.

請求項2記載の書換型ホログラム記録材料は、請求項1記載の書換型ホログラム記録材料において、前記光感応部は、銀成分と銅成分とハロゲン成分とが有機シラン化合物の前駆体に混合された状態で加水分解をして得られるゾルをゲル化して形成されたものである。   The rewritable hologram recording material according to claim 2 is the rewritable hologram recording material according to claim 1, wherein the photosensitive part is formed by mixing a silver component, a copper component, and a halogen component with a precursor of an organosilane compound. It is formed by gelling a sol obtained by hydrolysis in a state.

請求項3記載の書換型ホログラム記録材料は、請求項1又は2に記載の書換型ホログラム記録材料において、前記光感応部は、膜状体に形成されている。   The rewritable hologram recording material according to claim 3 is the rewritable hologram recording material according to claim 1 or 2, wherein the photosensitive part is formed in a film-like body.

請求項4記載の書換型ホログラム記録材料は、請求項1から3のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料において、ハロゲン成分は、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素の中から選ばれる1又は複数の成分である。   The rewritable hologram recording material according to claim 4 is the rewritable hologram recording material according to any one of claims 1 to 3, wherein the halogen component is one or more selected from chlorine, fluorine, bromine, and iodine. It is an ingredient.

請求項5記載の書換型ホログラム記録材料は、請求項1から4のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料において、有機シラン化合物の前駆体は、3−グリシドキシプロピル基、ビニル基、フェニル基、エチル基、メチル基のいずれかを具有するトリメトキシシランまたはトリエトキシシランの中から選ばれる1または複数のアルコキシドを含むものである。   The rewritable hologram recording material according to claim 5 is the rewritable hologram recording material according to any one of claims 1 to 4, wherein the precursor of the organosilane compound is a 3-glycidoxypropyl group, a vinyl group, or a phenyl group. One or a plurality of alkoxides selected from trimethoxysilane or triethoxysilane having any of a group, an ethyl group, and a methyl group are included.

請求項6記載の書換型ホログラム記録材料は、請求項1から5のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料において、銀成分と銅成分とは、前記光感応部のゲル中に当量存在すると共に、銀成分および銅成分はそれぞれ少なくともその一部がハロゲン化物のナノ粒子として該ゲル中に分散されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料。   The rewritable hologram recording material according to claim 6 is the rewritable hologram recording material according to any one of claims 1 to 5, wherein the silver component and the copper component are present in an equivalent amount in the gel of the photosensitive portion. The rewritable hologram recording material according to claim 1, wherein at least a part of each of the silver component and the copper component is dispersed in the gel as nanoparticles of a halide.

請求項7記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法は、銀成分が酸化還元反応により銀イオンまたはハロゲン化銀の状態から金属銀の状態に可逆的に変化することに基づいてホログラムを書換可能に記録する書換型ホログラム記録材料の製造方法であって、有機シラン化合物の前駆体に銀成分と銅成分とハロゲン成分とが混合された状態で加水分解を行いゾルを作製するゾル作製工程と、そのゾル作製工程で得られたゾルを用いて銀成分とハロゲン成分と銅成分とが保持されるゲルを形成するゲル形成工程と、そのゲル形成工程で形成されたゲルを60℃以下の温度で乾燥する乾燥工程とを備えており、該乾燥工程を経て得られるゲルにより特定波長の照射光に感応して吸光度が変化する光感応部が形成される。   The method for producing a rewritable hologram recording material according to claim 7 is capable of rewriting a hologram based on a reversible change of a silver component from a silver ion or silver halide state to a metallic silver state by an oxidation-reduction reaction. A method for producing a rewritable hologram recording material to be recorded, wherein a sol is produced by hydrolysis in a state where a silver component, a copper component and a halogen component are mixed with a precursor of an organosilane compound, Using the sol obtained in the sol preparation step, a gel forming step for forming a gel in which the silver component, the halogen component and the copper component are retained, and drying the gel formed in the gel forming step at a temperature of 60 ° C. or less And a drying step, and the gel obtained through the drying step forms a photosensitive portion in which the absorbance changes in response to irradiation light of a specific wavelength.

尚、「可逆的に変化する」とは、銀イオンまたはハロゲン化銀が還元により金属銀に変化し、金属銀が酸化により銀イオンまたはハロゲン化銀に変化することを意味するものである。   Note that “reversibly change” means that silver ions or silver halide changes to metal silver upon reduction, and metal silver changes to silver ion or silver halide upon oxidation.

請求項8記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法は、請求項7に記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法において、前記ゾル作製工程で作製されるゾルは、銀成分と銅成分とが等量含まれる。   The method for producing a rewritable hologram recording material according to claim 8 is the method for producing a rewritable hologram recording material according to claim 7, wherein the sol produced in the sol production step has a silver component and a copper component, etc. Amount included.

請求項9記載のホログラム記録再生システムは、請求項1から6のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料又は請求項7または8に記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法にて製造された書換型ホログラム記録材料と、その書換型ホログラム記録材料に対し信号光と参照光との二光束青色レーザ光を照射するレーザ照射手段と、そのレーザ照射手段による干渉露光にてホログラムが記録された前記書換型ホログラム記録材料の光感応部に、前記レーザ照射手段から参照光を照射して、ホログラムを再生するホログラム再生手段と、前記レーザ照射手段の青色レーザ光よりも長波長側の可視光を照射する可視光照射手段とを備え、その可視光照射手段による光照射にて前記書換型ホログラム記録材料の光感応部に記録されたホログラムを消去するものである。   A hologram recording / reproducing system according to claim 9 is a rewrite produced by the rewritable hologram recording material according to any one of claims 1 to 6 or the method for producing the rewritable hologram recording material according to claim 7 or 8. Hologram recording material, laser irradiating means for irradiating the rewritable hologram recording material with a two-beam blue laser beam of signal light and reference light, and the rewriting in which the hologram is recorded by interference exposure by the laser irradiating means The hologram sensitive recording material is irradiated with reference light from the laser irradiating means to reproduce the hologram, and the visible light having a wavelength longer than the blue laser light of the laser irradiating means is irradiated. A hologram recorded on the photosensitive part of the rewritable hologram recording material by light irradiation by the visible light irradiation means. It is to be erased.

請求項1記載の書換型ホログラム記録材料によれば、有機シラン化合物を骨格成分とするゲル中に、銀成分と、ハロゲン成分と、銅成分とが含まれた光感応部を備えているので、光感応部がホログラム記録に使われる405nm付近の光に対する十分な感度を有することができるという効果がある。よって、ホログラム記録に好適な材料とすることができる。ここで、本材料の光感応部は、特定波長の光(例えば青色光や、紫外光)に感応して、ゲル中に含まれているハロゲン化銀または銀イオンが金属銀へと変化して吸光度が上昇(着色)する。また、一方で、本材料は、特定波長の光(例えば可視光)が照射されることでゲル中の金属銀がハロゲン化銀または銀イオンへと変換され吸光度を減少(退色)させることができる。つまり、光照射によって吸光度を変化させることができるので、光によってホログラムの書込みと消去とを行うことができるという効果がある。   According to the rewritable hologram recording material according to claim 1, since the gel having an organic silane compound as a skeleton component includes a photosensitive portion containing a silver component, a halogen component, and a copper component, There is an effect that the photosensitive part can have sufficient sensitivity to light near 405 nm used for hologram recording. Therefore, a material suitable for hologram recording can be obtained. Here, the light sensitive part of this material is sensitive to light of a specific wavelength (for example, blue light or ultraviolet light), and the silver halide or silver ion contained in the gel changes to metallic silver. Absorbance increases (colors). On the other hand, this material is capable of reducing (discoloring) absorbance by converting metal silver in the gel into silver halide or silver ion when irradiated with light of a specific wavelength (for example, visible light). . That is, since the absorbance can be changed by light irradiation, the hologram can be written and erased by light.

このため、ホログラムの書換えを行うために記録材料に対する熱処理を不要とできる。故に、熱源等の加熱手段を不要とすることができ、ホログラムの書換えを行うための装置を小型化できるという効果がある。   This eliminates the need for heat treatment on the recording material in order to rewrite the hologram. Therefore, heating means such as a heat source can be eliminated, and the apparatus for rewriting the hologram can be reduced in size.

加えて、本材料は、ホログラムの記録に際し、煩雑な湿式の現像処理が不要であるので、簡便に記録を実行できるうえ、酸化還元反応を可逆的に誘起できるので、記録と消去とを複数回繰り返すことができるという効果がある。   In addition, since this material does not require a complicated wet development process when recording a hologram, recording can be performed easily and a redox reaction can be induced reversibly. There is an effect that it can be repeated.

また、本書換型ホログラム記録材料は、室内で日常環境下に曝露されても、著しい着色や退色は発生せず、更に、着色状態の本材料を暗所保管しても着色状態が維持される。このため、ハロゲン化銀と銅が含まれる皮膜が形成されたフォトクロミックガラスのように、光照射による着色後に常温暗所の放置によって退色が生じてしまうといったことがない。言い換えれば、自然退色によって記録したデータが不用意に消失してしまうといった事態を回避でき、記録データを安定して保持することができる信頼性の高い記録材料を提供することができる。   In addition, the rewritable hologram recording material does not cause significant coloring or fading even when exposed to a daily environment indoors, and the colored state is maintained even when the colored material is stored in the dark. . Therefore, unlike a photochromic glass in which a film containing silver halide and copper is formed, discoloration does not occur due to standing in a dark place at room temperature after coloring by light irradiation. In other words, it is possible to provide a highly reliable recording material that can avoid a situation in which data recorded due to natural fading is inadvertently lost, and that can stably hold the recording data.

請求項2記載の書換型ホログラム記録材料によれば、請求項1記載の書換型ホログラム記録材料の奏する効果に加えて、光感応部は、銀成分と銅成分とハロゲン成分とが有機シラン化合物の前駆体と混合された状態で加水分解をして得られるゾルを用いてゲルに形成されたものであるので、汎用的なゾルゲルプロセスに基づいて容易に製造できるという効果がある。また、ハロゲン成分の導入においてハロゲンガスの使用を不要とすることができ、製造に際しての工程管理を簡便にすることができる。その上、従来のフォトクロミックガラスのような焼成工程を経ることなく製造されるので、耐熱性の低い樹脂の様な基板上へ光感応部を形成することもでき、また、焼成に伴うハロゲン化銀結晶の成長、粗大化によるフォトクロミック特性(光に対する感応性)の損失を回避できるという効果がある。   According to the rewritable hologram recording material according to claim 2, in addition to the effect exerted by the rewritable hologram recording material according to claim 1, the photosensitive part is composed of an organic silane compound containing a silver component, a copper component, and a halogen component. Since it is formed into a gel using a sol obtained by hydrolysis in a mixed state with a precursor, there is an effect that it can be easily manufactured based on a general-purpose sol-gel process. Further, it is possible to eliminate the use of a halogen gas when introducing the halogen component, and it is possible to simplify the process management during production. In addition, since it is manufactured without a baking process like conventional photochromic glass, a photosensitive part can be formed on a substrate such as a resin having low heat resistance. There is an effect that loss of photochromic characteristics (sensitivity to light) due to crystal growth and coarsening can be avoided.

請求項3記載の書換型ホログラム記録材料によれば、請求項1又は2に記載の書換型ホログラム記録材料の奏する効果に加えて、光感応部は、膜状体に形成されているので、例えば、コンパクト・ディスク(CD)、デジタル・バーサタイル・ディスク(DVD)、ブルーレイ・ディスクなどの既存の記録媒体と同様に取り扱うことができ、使い勝手が良い上、再生や書換を行うための装置を共通化し得るという効果がある。また、例えば、所望の基材上にゾルを直接塗布や塗工する手法を用いれば、光感応部を簡便に形成することができるという効果がある。   According to the rewritable hologram recording material according to claim 3, in addition to the effect exhibited by the rewritable hologram recording material according to claim 1 or 2, the photosensitive part is formed in a film-like body. Can be handled in the same way as existing recording media such as compact discs (CD), digital versatile discs (DVD), and Blu-ray discs, and is easy to use and has a common device for playback and rewriting. There is an effect of obtaining. In addition, for example, if a method of directly applying or coating a sol on a desired base material is used, there is an effect that the photosensitive part can be easily formed.

請求項4記載の書換型ホログラム記録材料によれば、請求項1から3のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料の奏する効果に加えて、ハロゲン成分は、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素の中から選ばれる1又は複数の成分であるので、入手が容易な市販製品(ハロゲン化物)を原料として、ゲル中にハロゲン成分を導入することができるという効果がある。   According to the rewritable hologram recording material according to claim 4, in addition to the effect exerted by the rewritable hologram recording material according to any one of claims 1 to 3, the halogen component includes chlorine, fluorine, bromine and iodine. Therefore, there is an effect that a halogen component can be introduced into the gel using a commercially available product (halide) that is easily available as a raw material.

請求項5記載の書換型ホログラム記録材料によれば、請求項1から4のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料の奏する効果に加えて、有機シラン化合物の前駆体は、3−グリシドキシプロピル基、ビニル基、フェニル基、エチル基、メチル基のいずれかを具有するトリメトキシシランまたはトリエトキシシランの中から選ばれる1または複数のアルコキシドを含むものであるので、かかる前駆体を用いたゲルで形成された光感応部を良好な光感応性を有するものとできるという効果がある。   According to the rewritable hologram recording material according to claim 5, in addition to the effect exhibited by the rewritable hologram recording material according to any of claims 1 to 4, the precursor of the organosilane compound is 3-glycidoxy Since it contains one or a plurality of alkoxides selected from trimethoxysilane or triethoxysilane having any of propyl group, vinyl group, phenyl group, ethyl group, and methyl group, There is an effect that the formed photosensitive portion can have good photosensitivity.

請求項6記載の書換型ホログラム記録材料によれば、請求項1から5に記載の書換型ホログラム記録材料の奏する効果に加えて、銀成分と銅成分とは、ゲル中に当量存在し、銀成分および銅成分はそれぞれ少なくともその一部がハロゲン化物のナノ粒子としてゲル中に分散されている。ここで、銀粒子の大きさが大きくなるほどフォトクロミック特性が低下するが、本記録材料ではハロゲン化銀粒子がナノ粒子で構成されているので、良好なフォトクロミック特性を発現させることができるという効果がある。更に、銅成分が銀成分に対して等量存在するので、銅成分の作用を十分に銀成分に及ぼすことができ、フォトクロミック特性を更に向上させることができるという効果がある。   According to the rewritable hologram recording material according to claim 6, in addition to the effect exhibited by the rewritable hologram recording material according to claims 1 to 5, the silver component and the copper component are present in an equivalent amount in the gel, Each of the component and the copper component is at least partially dispersed in the gel as halide nanoparticles. Here, the larger the size of the silver particles, the lower the photochromic properties. However, since the silver halide particles are composed of nanoparticles in the present recording material, there is an effect that good photochromic properties can be expressed. . Furthermore, since the copper component is present in an equal amount relative to the silver component, the effect of the copper component can be sufficiently exerted on the silver component, and the photochromic characteristics can be further improved.

請求項7記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法によれば、ゾル作製工程により、有機シラン化合物の前駆体に銀成分と銅成分とハロゲン成分とが混合された状態で加水分解を行って得られたゾルを用い、ゲル形成工程にて、銀成分とハロゲン成分と銅成分とが保持されるゲルが形成される。そして、乾燥工程によって、そのゲルは60℃以下の温度で乾燥される。これにより、水分が保持された状態を維持したゲルにて光感応部が形成され、また、60℃以下での比較的低温での乾燥であるので、ハロゲン化銀結晶の成長、粗大化を抑制できる。その結果、光照射にて銀の酸化還元反応を良好に誘起させることができ、光照射によって可逆的に情報(ホログラム)を記録および消去することのできる書換型ホログラム記録材料を提供することができるという効果がある。   According to the method for producing a rewritable hologram recording material according to claim 7, it is obtained by performing hydrolysis in a state where a silver component, a copper component, and a halogen component are mixed with a precursor of an organosilane compound by a sol preparation step. Using the obtained sol, a gel in which the silver component, the halogen component, and the copper component are retained is formed in the gel formation step. And the gel is dried at the temperature of 60 degrees C or less by a drying process. As a result, the photosensitive part is formed with a gel that maintains moisture retention, and since it is dried at a relatively low temperature below 60 ° C., growth and coarsening of silver halide crystals are suppressed. it can. As a result, it is possible to provide a rewritable hologram recording material that can induce a redox reaction of silver satisfactorily by light irradiation, and can record and erase information (hologram) reversibly by light irradiation. There is an effect.

また、本製造方法は、ゾルゲルプロセスに基づいているので、既存の生産システムを利用して簡便かつ容易に書換型ホログラム記録材料を製造することができる。加えて、通常のゾルゲルプロセスからフォトクロミックガラスを製造する場合に設けられる焼成工程を不要とできるので、製造にかかるエネルギーコストを抑制できるという効果がある。更に、耐熱性の低い樹脂の様な基材上へ当該光感応部を形成できるので、ユーザから要求される様々な用途に応じた形態で製造することを容易とでき、また、汎用的な樹脂材料を基材に用いれば、無機材料を基材に用いる場合に比べて製造コストを更に抑制することができるという効果がある。   Further, since the present manufacturing method is based on a sol-gel process, a rewritable hologram recording material can be manufactured simply and easily using an existing production system. In addition, since the firing step provided when manufacturing photochromic glass from a normal sol-gel process can be made unnecessary, there is an effect that energy costs for manufacturing can be suppressed. Furthermore, since the light sensitive part can be formed on a base material such as a resin having low heat resistance, it can be easily manufactured in a form corresponding to various uses required by the user. When the material is used for the base material, there is an effect that the manufacturing cost can be further suppressed as compared with the case where the inorganic material is used for the base material.

請求項8記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法によれば、請求項7に記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法の奏する効果に加えて、ゾル作製工程で作製されるゾルは、銀成分と銅成分とが等量含まれるので、銅成分の作用を十分に銀成分に及ぼすことができ、得られる書換型ホログラム記録材料のフォトクロミック特性を更に向上させることができるという効果がある。   According to the method for producing a rewritable hologram recording material according to claim 8, in addition to the effect exhibited by the method for producing a rewritable hologram recording material according to claim 7, the sol produced in the sol production step is a silver component. Since the copper component and the copper component are contained in equal amounts, the effect of the copper component can be sufficiently exerted on the silver component, and the photochromic characteristics of the resulting rewritable hologram recording material can be further improved.

請求項9記載のホログラム記録再生システムによれば、請求項1から6のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料又は請求項7または8に記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法にて製造された書換型ホログラム記録材料を用いて、信号光と参照光との二光束青色レーザ光の照射によってホログラムの記録を行うことができる。また、記録されたホログラムは、ホログラム再生手段により参照光を照射して再生できる上、可視光照射手段により青色レーザ光よりも長波長側の可視光を照射して、記録されたホログラムを消去することができるという効果がある。つまり、ホログラムの記録と消去とを光を用いて行うことができ、記録されたホログラムを熱で消去する場合に比べて、装置を小型化することができるという効果がある。   According to the hologram recording / reproducing system of claim 9, the hologram recording / reproducing system according to claim 1 is manufactured by the method of manufacturing the rewritable hologram recording material according to any one of claims 1 to 6 or the rewritable hologram recording material according to claim 7 or 8. Using the rewritable hologram recording material, hologram recording can be performed by irradiation with two-beam blue laser light of signal light and reference light. Moreover, the recorded hologram can be reproduced by irradiating the reference light by the hologram reproducing means, and erasing the recorded hologram by irradiating visible light having a wavelength longer than the blue laser light by the visible light irradiating means. There is an effect that can be. That is, recording and erasing of the hologram can be performed using light, and the apparatus can be downsized as compared with the case of erasing the recorded hologram with heat.

本発明の一実施形態であるホログラム再生システムの概要図である。1 is a schematic diagram of a hologram reproduction system that is an embodiment of the present invention. 青色レーザ照射と可視光照射(490−550nm)を行った場合の紫外‐可視吸収スペクトルを示したグラフである。It is the graph which showed the ultraviolet-visible absorption spectrum at the time of performing blue laser irradiation and visible light irradiation (490-550 nm). 実施例1で作製した試験片に繰り返し光照射を行った際の吸光度特性を示すグラフである。3 is a graph showing the absorbance characteristics when the test piece prepared in Example 1 is repeatedly irradiated with light. 青色レーザ干渉露光中における回折効率の時間変化を示したグラフである。It is the graph which showed the time change of the diffraction efficiency during blue laser interference exposure.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明の書換え型ホログラム記録材料は、フォトクロミック材料であり光に感応して吸光度が変化するように構成されている。光に感応する光感応部はゲルで形成され、当該ゲルに、銀成分、銅成分、ハロゲン成分が含まれている。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. The rewritable hologram recording material of the present invention is a photochromic material and is configured such that the absorbance changes in response to light. The light sensitive part that is sensitive to light is formed of a gel, and the gel contains a silver component, a copper component, and a halogen component.

本発明において、フォトクロミック現象は、主にゲル中の銀成分によって生じる。ここで、銀成分は、ハロゲン化銀(化合物)、銀イオン(Agイオン)、銀(金属銀、遊離銀)のいずれかの状態でゲル中に存在しており、ハロゲン化銀と遊離銀とはナノ粒子の態様でゲル中に含まれている。本発明で使用するハロゲン化銀は、AgF,AgCl,AgBr,AgIおよびこれらの混合物またはこれらの固溶体であり、好適にはAgCl,AgBrであり、特に好適にはAgClである。尚、遊離銀、即ち金属銀は、金属の態様であって、酸化反応によって銀イオン、あるいはハロゲン化銀に変化するものであり、還元反応によってかかる銀イオン、あるいはハロゲン化銀から金属の態様に変化するものである。このため、金属銀は、かかる酸化還元反応を生じて吸光度が変化するものであれば良く、単体(純銀)に限られず、同様の作用を備えた銀の合金をも含む概念である。 In the present invention, the photochromic phenomenon is mainly caused by the silver component in the gel. Here, the silver component is present in the gel in any state of silver halide (compound), silver ion (Ag + ion), silver (metal silver, free silver), and silver halide and free silver Is contained in the gel in the form of nanoparticles. The silver halide used in the present invention is AgF, AgCl, AgBr, AgI and a mixture thereof or a solid solution thereof, preferably AgCl, AgBr, and particularly preferably AgCl. Note that free silver, that is, metallic silver, is a metal embodiment, and changes to silver ions or silver halide by an oxidation reaction. It will change. For this reason, metallic silver is not limited to a simple substance (pure silver) as long as the absorbance is changed by causing such an oxidation-reduction reaction, and is a concept including a silver alloy having the same action.

ゲル膜に含まれるハロゲン化銀は、粒径20nm以下、好ましくは2nm〜10nmのナノ粒子であり、これにより良好なフォトクロミック特性を発現でき、書換型ホログラム記録材料とした場合に良好な分解能を実現できる。また、吸光度変化が十分に検知できるダイナミックレンジや空間分解能を確保するためには、銀成分が十分な濃度でゲル膜中に一様に存在していることが必要であり、このためハロゲン化銀が、マトリックスのゲル膜に対して、1−30モル%となるように本材料は設計されている。   The silver halide contained in the gel film is a nanoparticle having a particle size of 20 nm or less, preferably 2 nm to 10 nm, which can exhibit good photochromic characteristics, and realizes good resolution when used as a rewritable hologram recording material. it can. Also, in order to ensure a dynamic range and spatial resolution that can sufficiently detect changes in absorbance, it is necessary that the silver component be present uniformly in the gel film at a sufficient concentration. However, this material is designed so that it may become 1-30 mol% with respect to the gel film of a matrix.

銅成分は、ハロゲン化銀のフォトクロミック特性を向上させる添加剤(増感剤)として知られている。本発明においては、銅の存在状態は特に問わないが、例えば、銅単体であっても良く、また、合金や化合物、更にはイオンの態様で存在していても良い。好適にはハロゲン化銅の態様でゲルに含まれる。ハロゲン化銅としては、例えば、CuF,CuCl,CuBr,CuIおよびこれらの混合物またはこれらの固溶体が例示でき、好適にはCuClが用いられる。   The copper component is known as an additive (sensitizer) that improves the photochromic properties of silver halide. In the present invention, the presence state of copper is not particularly limited. For example, copper may be simple substance, or may be present in the form of an alloy, a compound, or an ion. The gel is preferably contained in the form of copper halide. Examples of the copper halide include CuF, CuCl, CuBr, CuI, and a mixture thereof or a solid solution thereof, and CuCl is preferably used.

また、かかる銅成分は、銀と合金を形成していてもよく、銀微粒子を覆う形(いわゆるコア−シェル構造)で存在していてもよく、更には、銀とは別に銅のナノ粒子として存在していてもよい。尚、好適には、銅成分は、ナノ粒子として銀成分とは別に存在することが望ましい。   Further, the copper component may form an alloy with silver, may exist in a form covering so-called silver fine particles (so-called core-shell structure), and further, as a copper nanoparticle separately from silver May be present. Preferably, the copper component is preferably present separately from the silver component as nanoparticles.

かかる銅成分の配合量は、銀成分の配合量に応じて適宜選択され、銀成分のフォトクロミック特性を向上させることができる範囲で調整される。好適には、銅の含量と銀の含量とは、当量となる量でゲル膜中に配合される。   The blending amount of the copper component is appropriately selected according to the blending amount of the silver component, and is adjusted within a range in which the photochromic characteristics of the silver component can be improved. Preferably, the copper content and the silver content are blended in the gel film in equivalent amounts.

尚、ゲルに保持されるハロゲン化銀およびハロゲン化銅は、ハロゲン化銀およびハロゲン化銅そのものでゲルに導入されても良く、ゾルまたはゲル中で他の化合物から反応により誘導されたものであっても良い。好適には、ハロゲン化銀およびハロゲン化銅は、ハロゲン化物以外の他の銀化合物および他の銅化合物とハロゲン成分とをゾルまたはゲル内にて共存させることにより、銀化合物及び銅化合物とハロゲン成分とを反応させて生成することにて、ゲルに導入される。   The silver halide and copper halide retained in the gel may be introduced into the gel as silver halide or copper halide itself, and are derived from other compounds in the sol or gel by reaction. May be. Preferably, the silver halide and the copper halide are prepared by allowing a silver compound other than a halide and other copper compound and a halogen component to coexist in a sol or gel, thereby allowing the silver compound, the copper compound and the halogen component to coexist. It is introduce | transduced into a gel by making and react.

本発明の書換型ホログラム記録材料は、上述した様にゲルによって光感応部が形成されている。ここでゲルとは、系全体にわたる支持構造をもち液体成分あるいは空隙を含むものである。言い換えれば、固相の骨組み(骨格成分)の間に、液体成分が保持されている態様の固形物である。   In the rewritable hologram recording material of the present invention, the photosensitive part is formed of gel as described above. Here, the gel has a support structure over the entire system and includes liquid components or voids. In other words, it is a solid material in which a liquid component is held between solid-phase frameworks (skeleton components).

本発明の書換型ホログラム記録材料の光感応部を形成するゲルは、その支持構造(骨格成分)が有機シラン化合物によって構成されている。このゲルは、前駆体であるアルコキシシラン(オルガノシロキサン)の加水分解と重縮合とを経て得られえるゾルから、さらに反応を促進させ固体化することにて形成される。支持構造の有機シラン化合物は、高分子化してシロキサンポリマーとなっている。ゲル中には液体(水分)が含まれているが、本発明の書換型ホログラム記録材料は、いわゆるゼリー状のものと比較して液体含有率の低いドライゲルに近い態様となっている。   The gel forming the photosensitive part of the rewritable hologram recording material of the present invention has a supporting structure (skeleton component) made of an organosilane compound. This gel is formed by further promoting the reaction and solidifying it from a sol that can be obtained through hydrolysis and polycondensation of the precursor alkoxysilane (organosiloxane). The organosilane compound having a supporting structure is polymerized to form a siloxane polymer. A liquid (water) is contained in the gel, but the rewritable hologram recording material of the present invention is in a mode close to a dry gel having a low liquid content compared to a so-called jelly-like material.

本発明において、シロキサンポリマーを形成する前駆体のオルガノシロキサンとしては、各種のオルガノシロキサンを適宜用いることができるが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトラsec−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン。メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソロポキシシラン、メチルトリn−プロポキシシラン、メチルトリn−ブトキシシラン、メチルトリsec−ブトキシシラン、メチルトリイソブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリn−プロポキシシラン、エチルトリn−ブトキシシラン、エチルトリsec−ブトキシシラン、エチルトリイソブトキシシランなどが例示される。   In the present invention, various organosiloxanes can be used as appropriate as the precursor organosiloxane for forming the siloxane polymer. For example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-propoxysilane, Tetra n-butoxy silane, tetra sec-butoxy silane, tetraisobutoxy silane. Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisoropoxysilane, methyltrin-propoxysilane, methyltrin-butoxysilane, methyltrisec-butoxysilane, methyltriisobutoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, Examples include ethyl triisopropoxy silane, ethyl tri n-propoxy silane, ethyl tri n-butoxy silane, ethyl tri sec-butoxy silane, ethyl triisobutoxy silane and the like.

また、ビニル基を備えたオルガノシロキサンを用いても良く、かかるオルガノシロキサンとしては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリn−プロポキシシラン、ビニルトリn−ブトキシシラン、ビニルトリsec−ブトキシシラン、ビニルトリイソブトキシシランなどが例示される。   Alternatively, an organosiloxane having a vinyl group may be used. Examples of the organosiloxane include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltrin-propoxysilane, vinyltrin-butoxysilane, and vinyltrimethoxysilane. Examples thereof include sec-butoxysilane and vinyl triisobutoxysilane.

加えて、オルガノシロキサンとして、芳香環を備えたオルガノシロキサンを用いても良く、例えば、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリn−プロポキシシラン、フェニルトリn−ブトキシシラン、フェニルトリsec−ブトキシシラン、フェニルトリイソブトキシシランなどが例示される。   In addition, an organosiloxane having an aromatic ring may be used as the organosiloxane, for example, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltrin-propoxysilane, phenyltrin-butoxy. Examples include silane, phenyltrisec-butoxysilane, phenyltriisobutoxysilane, and the like.

更には、エポキシ基やグリシドキシ基を備えたオルガノシロキサンを用いても良く、例えば、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリイソプロポキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリn−プロポキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリn−ブトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリsec−ブトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリイソブトキシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリn−ブトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリsec−ブトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリイソブトキシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジイソプロポキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジn−プロポキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジn−ブトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジsec−ブトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジトリイソブトキシランなどが例示される。   Furthermore, an organosiloxane having an epoxy group or a glycidoxy group may be used, for example, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane. 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriisopropoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri-n-propoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri-n-butoxysilane, 2 -(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrisec-butoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriisobutoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane 3-glycidoxypro Lutriisopropoxysilane, 3-glycidoxypropyltri-n-propoxysilane, 3-glycidoxypropyltri-n-butoxysilane, 3-glycidoxypropyltrisec-butoxysilane, 3-glycidoxypropyltriisobutoxy Orchid, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiisopropoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldi-n-propoxysilane, 3- Examples include glycidoxypropylmethyldi n-butoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldisec-butoxysilane, 3-glycidoxypropylmethylditriisobutoxysilane, and the like.

かかるオルガノシロキサンは、1種のみ用いても、複数種用いても良い。この中でも、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが好適に用いられる。特に、好適には、ビニルのような不飽和基、又はグリシジルやエポキシのようなエポキシ含有基の何れかの有機官能基を有しているものが用いられ、このようなオルガノシロキサンとして、例えば、ビニルトリメトキシシランおよび3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが用いられる。ビニルトリメトキシシランおよび3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いた場合、ゲル膜の光感応性の上昇が認められる。   These organosiloxanes may be used alone or in combination. Among these, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltri Ethoxysilane is preferably used. In particular, those having an organic functional group such as an unsaturated group such as vinyl or an epoxy-containing group such as glycidyl or epoxy are preferably used. Vinyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane are used. When vinyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane are used, an increase in the photosensitivity of the gel film is observed.

また、ゲルの厚みは、50nm〜50μmであり、好適には、1μm〜数μmである。一般に、ホログラムによる回折効率は、光感応層を厚膜化することにより向上することが知られているが、フォトリフラクティブ結晶やフォトクロミックガラスではクラックが生じるといった問題があり厚膜化が困難である。しかし、本材料の光感応部はゲルで形成されるため、厚膜化してもクラックが発生し難く、数μm厚の光感応部を容易に形成することができる。このため、厚膜化によって記録特性を大幅に向上させることができる。   The gel has a thickness of 50 nm to 50 μm, and preferably 1 μm to several μm. In general, it is known that the diffraction efficiency by a hologram is improved by increasing the thickness of the photosensitive layer. However, it is difficult to increase the thickness of a photorefractive crystal or photochromic glass due to a problem of cracking. However, since the photosensitive part of this material is formed of gel, cracks are hardly generated even when the film is thickened, and a photosensitive part having a thickness of several μm can be easily formed. Therefore, the recording characteristics can be greatly improved by increasing the film thickness.

このように構成される本発明の書換型ホログラム記録材料においては、下記の反応式(1)に示す酸化還元反応機構にてフォトクロミズムが発現すると推定される。即ち、ハロゲン化銀(一価)とハロゲン化銅(一価)が含まれるゲルに光hv(青色光から紫外光)を照射すると、ハロゲン化銀(または銀イオン)から遊離銀が生じると共に、対応するハロゲンが、ハロゲン化銅(一価)と反応して、ハロゲン化銅(二価)が生成する。そして、生じた遊離銀のナノ粒子により、吸光度が上昇して着色が生じる。尚、hvの波長の範囲は、280nm〜410nm(紫外光から青色光の領域)とされ、かかる波長の光に感応してハロゲン化銀が遊離銀に変化させることができる。ここで、紫外光において波長が短くなるほどコヒーレンスが低下すること、及び入手容易なレーザの波長を考慮すれば、375nm〜410nmの波長を用いてハロゲン化銀から遊離銀に変化させることが好ましい。更に、市販の安価な青色レーザを用いることができるので、400nm〜410nmの波長が用いられることがより一層好ましい。 In the rewritable hologram recording material of the present invention configured as described above, it is presumed that photochromism is expressed by an oxidation-reduction reaction mechanism represented by the following reaction formula (1). That is, when a gel containing silver halide (monovalent) and copper halide (monovalent) is irradiated with light hv 1 (blue light to ultraviolet light), free silver is generated from silver halide (or silver ions). , The corresponding halogen reacts with copper halide (monovalent) to produce copper halide (divalent). The resulting free silver nanoparticles increase the absorbance and cause coloration. The wavelength range of hv 1 is 280 nm to 410 nm (from ultraviolet light to blue light), and silver halide can be changed to free silver in response to light having such a wavelength. Here, it is preferable to change from silver halide to free silver using a wavelength of 375 nm to 410 nm, considering that the coherence decreases as the wavelength becomes shorter in ultraviolet light and the wavelength of an easily available laser. Furthermore, since a commercially available blue laser can be used, it is even more preferable that a wavelength of 400 nm to 410 nm is used.

Figure 2013142805
尚、反応式(1)において、Xはハロゲンである。
Figure 2013142805
In the reaction formula (1), X is halogen.

また、遊離銀とハロゲン化銅(二価)とが共存するゲルに、光hv(青色光よりも長波長の可視光)を照射すると、遊離銀はハロゲン化銅(二価)よりハロゲン原子を受け取ってハロゲン化銀(一価)へと変化する。尚、ここで、ハロゲン化銀はハロゲンイオンと銀イオンとであることも含まれており、即ち、遊離銀が銀イオンに変化する概念も含まれている。この反応により、吸光度が減少し、退色が生じることとなる。この光照射による酸化還元反応、即ち、遊離銀の析出とハロゲン化とは、繰り返して実現できる。ここで、遊離銀の析出とは、ハロゲン化銀または銀イオンが金属態様の銀に変化することを意味するものであり、銀イオンとして溶解している状態からナノ粒子として析出することのみならず、ハロゲン化銀のナノ粒子が銀のナノ粒子に変化することも含む。 Further, when light hv 2 (visible light having a longer wavelength than blue light) is irradiated on a gel in which free silver and copper halide (divalent) coexist, free silver is more halogen atom than copper halide (divalent). Is converted into silver halide (monovalent). Here, it is included that the silver halide is a halogen ion and a silver ion, that is, the concept that free silver is changed to a silver ion is also included. This reaction reduces the absorbance and causes discoloration. This oxidation-reduction reaction by light irradiation, that is, precipitation of free silver and halogenation can be realized repeatedly. Here, precipitation of free silver means that silver halide or silver ions change to silver in a metallic form, not only from precipitation as nanoparticles but also as nanoparticles. It also includes the change of silver halide nanoparticles to silver nanoparticles.

また、hvの波長の範囲は、450nm〜1000nm(青色光よりも長波長側から可視光全域)とされ、かかる波長の光に感応して遊離銀をハロゲン化銀に変化させることができる。ここで短波長であるほど短時間で遊離銀をハロゲン化銀に変化させることができ、また、一方、市販の赤色レーザを適用できることから、490nm〜800nmの光が好適に用いられ、490nm〜650nmの光がより好適に用いられ、490nm〜550nmの光が特に好適に用いられる。 Further, the wavelength range of hv 2 is 450 nm to 1000 nm (from the longer wavelength side to the entire visible light side than blue light), and free silver can be changed to silver halide in response to light of such wavelength. Here, the shorter the wavelength, the faster the free silver can be changed to silver halide. On the other hand, since a commercially available red laser can be applied, light of 490 nm to 800 nm is preferably used, and 490 nm to 650 nm. The light of 490 nm to 550 nm is particularly preferably used.

本発明の書換型ホログラム記録材料は、上記した構成を備えることにより、ホログラム記録に好適で実用上重要な青色光、特に405nm付近の波長に十分な感応性を有するものとできる。このため本材料に、青色光を照射することでゲル中のハロゲン化銀を銀に変化させ着色させることができる。故に、光感応部を膜状に形成してディスク状とすれば、1ディスク当たりテラビットオーダーの大容量のデータを記録できるものとなる。また、青色光によって、大量のデータを高速に記録し、また再生できるものとし得る。   By providing the rewritable hologram recording material of the present invention with the above-described configuration, it can be sufficiently sensitive to blue light suitable for hologram recording and practically important, particularly a wavelength around 405 nm. For this reason, by irradiating this material with blue light, the silver halide in the gel can be changed to silver and colored. Therefore, if the photosensitive portion is formed in a film shape to form a disk shape, a large amount of data on the order of terabits per disk can be recorded. In addition, a large amount of data can be recorded and reproduced at high speed with blue light.

更に、青色光よりも長波長の可視光の照射にて、ゲル中の銀をハロゲン化銀へと変化させることができ、退色させることができる。このため、ホログラムを書換え可能に記録することができる。   Furthermore, the silver in the gel can be changed to silver halide and faded by irradiation with visible light having a wavelength longer than that of blue light. For this reason, the hologram can be recorded so as to be rewritable.

従来、例えば、ハロゲン化銀を含む皮膜を用いたフォトクロミックガラスが提案されている。このフォトクロミックガラスの皮膜にハロゲン化銀と銅が含まれているものは、紫外光にて着色した後、常温暗所の放置によって退色を生じさせるように設計されている。ところが、かかるフォトクロミックガラスの技術をホログラム記録材料に適用すると、自然退色によって記録したデータが不用意に消失してしまうこととなり、記録材料としての信頼性に乏しい。   Conventionally, for example, photochromic glass using a film containing silver halide has been proposed. This photochromic glass film containing silver halide and copper is designed to cause fading when left in a dark place at room temperature after being colored with ultraviolet light. However, when such a photochromic glass technique is applied to a hologram recording material, data recorded by natural fading will be lost carelessly, resulting in poor reliability as a recording material.

しかし、本書換型ホログラム記録材料は、室内で日常環境下に曝露されても、著しい着色は発生せず、且つ、著しく退色することもない。更に、着色状態の本材料を暗所保管しても退色は発生しない。尚、室内での日常環境下とは、直射日光が照射されない状態である。一方で、所定の波長の光を照射することによって退色させることができる。つまり、室内での日常環境下での露光に比べて、照射光の強度を強くすることにより顕著に退色反応を誘起できる。故に、記録と消去とをユーザの任意のタイミングで繰り返して実行でき、高品質で信頼性の高い書換型のホログラム記録材料となり得るのである。   However, even if the rewritable hologram recording material is exposed to a daily environment indoors, no significant coloring occurs and no fading occurs. Furthermore, even if the colored material is stored in a dark place, no fading occurs. Note that the indoor environment is a state in which direct sunlight is not irradiated. On the other hand, it can be faded by irradiating light of a predetermined wavelength. That is, the fading reaction can be remarkably induced by increasing the intensity of the irradiated light as compared with the exposure in an indoor environment. Therefore, recording and erasing can be repeatedly performed at any timing of the user, and a high-quality and highly reliable rewritable hologram recording material can be obtained.

更に、本書換型ホログラム記録材料は、液体含有率の低い三次元網目構造のシロキサンポリマーのドライゲルを用いて形成されているので、それ自体が低収縮であって、且つ、機械的強度や耐久性に優れたものとすることができる。   Furthermore, since the rewritable hologram recording material is formed by using a three-dimensional network structure siloxane polymer dry gel having a low liquid content, the rewritable hologram recording material itself has low shrinkage, and has mechanical strength and durability. It can be made excellent.

なお、本発明の書換型ホログラム記録材料は、ゲルのみで構成されても良く、ゲルが基材上に積層されたものであってもよい。また、基材は必ずしも平面である必要はない。好適には、本発明の書換型ホログラム記録材料は、基板上に膜状体に形成されたゲルを備えて構成される。支持体には、各種の無機材料が適用でき、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、アルミノホウケイ酸塩系ガラス、リン酸系ガラスなどの無機ガラスや、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどのセラミックス、更には、アルミニウム、チタン、銅、ステンレスなどの金属や合金などが例示される。   In addition, the rewritable hologram recording material of the present invention may be composed of only a gel, or a gel laminated on a base material. Further, the substrate is not necessarily flat. Preferably, the rewritable hologram recording material of the present invention comprises a gel formed as a film on a substrate. Various inorganic materials can be applied to the support, such as inorganic glass such as soda lime glass, alkali-free glass, quartz glass, aluminoborosilicate glass, phosphate glass, alumina, zirconia, titania, etc. Examples include ceramics, and metals and alloys such as aluminum, titanium, copper, and stainless steel.

また、本記録材料の製造工程においては焼成工程が不要であるので、耐熱性の低い材料を基材として使用することができ、上記の無機材料に代えて有機材料を用いても良い。かかる有機材料としては、60℃での耐熱性と耐水性とを備えるものであれば特に制限されないが、例えば、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などの中からを適宜選択される。   In addition, since a firing step is not necessary in the manufacturing process of the recording material, a material having low heat resistance can be used as a base material, and an organic material may be used instead of the inorganic material. Such an organic material is not particularly limited as long as it has heat resistance and water resistance at 60 ° C., and examples thereof include polystyrene, polyamide, polyimide, polycarbonate, acrylic resin, epoxy resin, and polyester resin. Is appropriately selected.

尚、本発明においてゲルは必ずしも膜状体に形成されている必要はない。例えば、調整したゾルを固液分離して得られる微粒子を乾燥して粒子状のゲルとしても良く、また、膜状体で得られたゲルを粉砕、細分化して粒子状のゲルとしても良い。このようにして得られた粒子状のゲルを、例えば、バインダーとなる高分子中に分散させ、次いでこれを塗膜形成するなどして本発明の書換型ホログラム記録材料としても良い。   In the present invention, the gel is not necessarily formed into a film-like body. For example, fine particles obtained by solid-liquid separation of the prepared sol may be dried to form a particulate gel, or the gel obtained from the film-like body may be pulverized and subdivided to form a particulate gel. The particulate gel thus obtained may be used as the rewritable hologram recording material of the present invention, for example, by dispersing it in a polymer as a binder and then forming a coating film.

また、本記録材料は、銀成分がイオン又はハロゲン化物から金属に変化(析出)することによって吸光度が上昇し、銀成分が、金属からイオン又はハロゲン化銀へと変化することによって吸光度が減少するものであり、請求項記載の「可逆的に変化することに基づいてホログラムを書換可能に記録する」とは、吸光度の高い状態を初期状態とし、吸光度を減少させる状態とすることでホログラムを記録するものであっても良く、吸光度の低い状態を初期状態とし吸光度を上昇させることでホログラムを記録するものであっても良い。尚、好適には、ホログラムの書込みは青色光で行われるので、青色光に感応する状態を初期状態とし、青色光の照射によって吸光度を上昇させることによってホログラム記録を行うものとして本材料は使用される。   Further, in the present recording material, the absorbance increases when the silver component changes from ion or halide to metal (precipitation), and the absorbance decreases when the silver component changes from metal to ion or silver halide. “Recording a hologram in a rewritable manner based on reversible change” described in the claims means that the hologram is recorded by setting the state of high absorbance as the initial state and decreasing the absorbance. Alternatively, the hologram may be recorded by increasing the absorbance by setting the low absorbance state as the initial state. Preferably, since hologram writing is performed with blue light, the material is used as a hologram recording by setting the state sensitive to blue light as an initial state and increasing the absorbance by irradiation with blue light. The

次に、本発明の書換可能ホログラム記録媒体を製造する製造方法の好ましい一形態について説明する。尚、本実施形態では、光感応部であるゲルを膜状体に形成する方法について説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。   Next, a preferred embodiment of a manufacturing method for manufacturing the rewritable hologram recording medium of the present invention will be described. In addition, although this embodiment demonstrates the method of forming the gel which is a photosensitive part in a film-like body, the scope of the present invention is not limited to these forms.

本製造方法では、ゾルゲル法に基づいてゲルを形成する。また、形成されるゲルには、銀成分、銅成分、ハロゲン成分が含まれるが、具体的な物質としてハロゲン化銀とハロゲン化銅とがゲル中に保持されるようにゲル膜が形成される。   In this manufacturing method, a gel is formed based on a sol-gel method. Further, the gel to be formed contains a silver component, a copper component, and a halogen component, and a gel film is formed so that silver halide and copper halide are held in the gel as specific substances. .

ゲルに保持される銀成分は、ハロゲン化銀そのものではなく、別の銀塩(銀化合物)を用いてゲルに導入されることが好ましい。かかる銀化合物の具体例としては、酢酸銀、安息香酸銀、炭酸銀、クロム酸銀、シアン酸銀、シクロヘキサン酪酸銀、重クロム酸銀、ジエチルジチオカルバミン酸銀、ふっ化銀、乳酸銀、銀メシラ−ト、メタンスルホン酸銀、硝酸銀、亜硝酸銀、過塩素酸銀、りん酸銀、硫酸銀、テトラフルオロほう酸銀、p−トルエンスルホン酸銀、トリフルオロ酢酸銀、バナジン酸銀等、およびこれらの混合物を挙げることができ、これらのうち、1種または複数種が適宜選択される。好適には、水への溶解性が良好なものが用いられ、硝酸銀や硫酸銀などが好ましく、特に硝酸銀が好ましい。   The silver component retained in the gel is preferably introduced into the gel using another silver salt (silver compound) instead of the silver halide itself. Specific examples of such silver compounds include silver acetate, silver benzoate, silver carbonate, silver chromate, silver cyanate, silver cyclohexanebutyrate, silver dichromate, silver diethyldithiocarbamate, silver fluoride, silver lactate, silver mesila. -Silver methanesulfonate, silver nitrate, silver nitrite, silver perchlorate, silver phosphate, silver sulfate, silver tetrafluoroborate, silver p-toluenesulfonate, silver trifluoroacetate, silver vanadate, and the like A mixture can be mentioned, Among these, 1 type or multiple types are selected suitably. Preferably, those having good solubility in water are used, and silver nitrate, silver sulfate and the like are preferable, and silver nitrate is particularly preferable.

また、ゲルに保持される銅成分についても銀成分と同様に、ハロゲン化銅を直接ゲルに導入しても良いが、他の銅化合物を用いてゾル又はゲル中に導入することが望ましい。用いられる銅化合物としては、例えば、硝酸銅、塩化銅、臭化銅、硫酸銅などの無機塩や、酢酸銅などの有機塩が選択できる。水への溶解性の観点から、好適には、硝酸銅、塩化銅、硫酸銅、酢酸銅から選ばれる1種以上の銅化合物が用いられ、特に好適には硫酸銅が用いられる。   Further, as for the copper component retained in the gel, like the silver component, copper halide may be directly introduced into the gel, but it is desirable to introduce it into the sol or gel using another copper compound. As a copper compound to be used, for example, an inorganic salt such as copper nitrate, copper chloride, copper bromide or copper sulfate, or an organic salt such as copper acetate can be selected. From the viewpoint of solubility in water, one or more copper compounds selected from copper nitrate, copper chloride, copper sulfate, and copper acetate are preferably used, and copper sulfate is particularly preferably used.

これらの銀化合物、銅化合物にハロゲン成分を共存させることにより、ハロゲン化銀およびハロゲン化銅がゲル内で生成して保持される。   By making a halogen component coexist in these silver compound and copper compound, silver halide and copper halide are generated and held in the gel.

ハロゲン成分は、ハロゲノ脂肪酸を用いることによって、ゲル中に導入される。かかるハロゲノ脂肪酸としては、例えば、三臭化酢酸、三塩化酢酸、三ヨウ化酢酸などが例示されるが、これに限られるものではない。かかるハロゲノ脂肪酸は、上記した銀化合物および銅化合物と共に原材料として用いられ、これらが反応することにより、銀成分、銅成分、ハロゲン成分は、少なくともその一部がハロゲン化銀およびハロゲン化銅となって、ゲルに保持される。   The halogen component is introduced into the gel by using halogeno fatty acids. Examples of such halogeno fatty acids include, but are not limited to, tribromoacetic acid, trichloroacetic acid, triiodoacetic acid, and the like. Such halogeno fatty acids are used as raw materials together with the above-described silver compound and copper compound, and when these react, at least part of the silver component, copper component, and halogen component becomes silver halide and copper halide. Retained in the gel.

上記の銀化合物、銅化合物、ハロゲノ脂肪酸に加え、更にオルガノシロキサンを原料として、先ず、酸性条件下で混合し、加水分解を行って得られる縮重合体が含有されたゾル状のホログラム組成物を調製する。尚、かかる工程が、請求項記載のゾル作製工程に該当する。ゾルゲル反応は、塩基性条件下で行うことも可能であるが、本実施形態においては、酸性条件下で反応を行うことが好ましく、特に、硝酸のような酸の存在下でゾルが調製されることが好ましい。これにより、かかるゾルから形成されるゲルは、水分や副生成物であるアルコール等を内部に多く含んだものとなる。   In addition to the above silver compound, copper compound, halogeno fatty acid, and further using organosiloxane as a raw material, a sol-shaped hologram composition containing a condensation polymer obtained by first mixing under acidic conditions and performing hydrolysis Prepare. This process corresponds to the sol preparation process described in the claims. Although the sol-gel reaction can be performed under basic conditions, in this embodiment, the reaction is preferably performed under acidic conditions, and in particular, the sol is prepared in the presence of an acid such as nitric acid. It is preferable. As a result, the gel formed from such a sol contains a large amount of moisture and alcohol as a by-product.

また、形成されるゲルの空間分解能や吸光度のダイナミックレンジは、銀化合物の配合量、粒径によって左右されるため、好適には、銀の含有量がゲル膜に対して、1〜30モル%の範囲となるように銀化合物は配合される。   Moreover, since the spatial resolution and the dynamic range of the absorbance of the gel to be formed depend on the compounding amount and particle size of the silver compound, the silver content is preferably 1 to 30 mol% with respect to the gel film. The silver compound is blended so as to be in the range.

更に、ゾル状のホログラム組成物には、必要に応じて、塗膜面の濡れ性の改良やコロイドの分散性を向上させるために、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、非イオン系界面活性剤などの分散剤が添加されていてもよい。また、耐久性や耐候性を向上させるために各種酸化防止剤が添加されていてもよく、コロイドを安定させるためにpH調製剤が添加されていてもよい。   Furthermore, in order to improve the wettability of the coating film surface and improve the dispersibility of the colloid, the sol-shaped hologram composition may include a silicon-based surfactant, a fluorine-based surfactant, a non-ionic surfactant. A dispersant such as a surfactant may be added. In addition, various antioxidants may be added to improve durability and weather resistance, and a pH adjusting agent may be added to stabilize the colloid.

次に調整されたゾルを基板上にコーティングして付し、乾燥などによりゲル化させて、オルガノシルセスキオキサンのゲル膜(光感応部)を形成する。ゾルを基板上にコーティングする方法は特に限定されないが、例えばディップコーティング法によって透明基板にゲル膜としてコーティングするものであってもよく、工業的に大量生産する際に用途に応じた所望の形状のものを作製するために、スピンコートやドクターブレード法でコーティングするものであってもよい。尚、かかるコーティングを行う工程が、請求項記載のゲル形成工程に該当する。   Next, the prepared sol is coated on a substrate and gelled by drying or the like to form an organosilsesquioxane gel film (photosensitive portion). The method of coating the sol on the substrate is not particularly limited. For example, the transparent substrate may be coated as a gel film by a dip coating method, and may have a desired shape according to the application in mass production industrially. In order to produce a thing, you may coat by a spin coat or a doctor blade method. In addition, the process of performing this coating corresponds to the gel formation process of a claim.

また、乾燥条件としては60℃以下であることが好ましく、30℃以下であることが更に好ましい。かかる条件によってゲルを乾燥する工程が、請求項記載の乾燥工程に該当する。これにより、粒径20nm以下、好ましくは10nm以下のハロゲン化銀およびハロゲン化銅のナノ粒子がゲル膜に一様に分散した書換型ホログラム記録媒体が得られる。   Moreover, it is preferable that it is 60 degrees C or less as drying conditions, and it is still more preferable that it is 30 degrees C or less. The step of drying the gel under such conditions corresponds to the drying step described in the claims. Thereby, a rewritable hologram recording medium in which silver halide and copper halide nanoparticles having a particle diameter of 20 nm or less, preferably 10 nm or less, are uniformly dispersed in the gel film is obtained.

このように、本発明の書換可能ホログラム記録材料の製造方法は、書換型ホログラム記録材料を、ゾルゲル法を用いて簡便且つ容易に、生産効率良く製造することができる。また、銀化合物、銅化合物、ハロゲノ脂肪酸をオルガノシロキサンと共に混合してゾルを調整し、かかるゾルからゲルを形成することで、銀成分、銅成分、ハロゲン成分をゲル中に導入している。これにより、厚膜化した場合であっても、膜全体において組成(ハロゲン化銀、ハロゲン化銅の分布状態)を均質にすることができる上、ゲル全体に保持し得るハロゲン化銀やハロゲン化銅の量を増大させることができる。従って、記録特性を向上させ得る。   As described above, the method for producing a rewritable hologram recording material of the present invention can produce the rewritable hologram recording material simply and easily by the sol-gel method with high production efficiency. Moreover, a silver component, a copper component, and a halogen component are introduced into a gel by mixing a silver compound, a copper compound, and a halogeno fatty acid with an organosiloxane to prepare a sol, and forming a gel from the sol. As a result, even when the film is thickened, the composition (distribution state of silver halide and copper halide) can be made uniform throughout the film, and the silver halide and halide that can be retained throughout the gel. The amount of copper can be increased. Accordingly, the recording characteristics can be improved.

更に、本製造方法では、ハロゲンガスを用いることなく、ゲル膜にハロゲンを導入するものであるので、製造時に腐食性ガスの発生などがなく、生産性が向上させることができる。さらに、フォトクロミックガラスを製造する場合に必要となる焼成炉のような大型の装置を不要とし、製造システム全体を小型化できる。   Furthermore, in this production method, halogen is introduced into the gel film without using halogen gas, so that no corrosive gas is generated during production, and productivity can be improved. Furthermore, a large apparatus such as a firing furnace required for manufacturing photochromic glass is not required, and the entire manufacturing system can be downsized.

尚、上記の製造方法は、膜状のゲルを形成するものであったが、これに代えて、例えば、調整したゾルを固液分離して得られる微粒子を乾燥して粒子状のゲルを作製し、この粒子状のゲルを例えば高分子に分散するなどして成膜し、書換型ホログラム記録材料を製造しても良い。また、上記の製造方法で得たゾル状のホログラム組成物を、そのまま樹脂に均一に分散させることで、任意のゲル膜厚を有する書換型ホログラム記録材料を作製しても良い。かかる場合には、遠心分離、自然沈降などを利用し、凝集して肥大化した100nmを超えるハロゲン化銀粒子やハロゲン化銅粒子を分離・除去しておくことが好ましい。   The above manufacturing method forms a film-like gel. Instead of this, for example, fine particles obtained by solid-liquid separation of the prepared sol are dried to produce a particulate gel. The rewritable hologram recording material may be manufactured by forming a film by dispersing the particulate gel in, for example, a polymer. Further, a rewritable hologram recording material having an arbitrary gel film thickness may be produced by uniformly dispersing the sol-shaped hologram composition obtained by the above production method in a resin as it is. In such a case, it is preferable to separate and remove silver halide grains and copper halide grains exceeding 100 nm which have been aggregated and enlarged using centrifugation, natural sedimentation, or the like.

更に、膜厚方向における組成の濃度勾配を考慮する必要がない場合(例えば、光感応部を薄膜で形成する場合など)には、予め形成されたゲルに、銀化合物、銅化合物、ハロゲノ脂肪酸がそれぞれ含まれる溶液またはかかる物質の混合溶液を、塗布、スプレー、浸漬等し、各成分をゲルに保持させても良い。   Furthermore, when it is not necessary to consider the concentration gradient of the composition in the film thickness direction (for example, when the photosensitive part is formed as a thin film), a silver compound, a copper compound, and a halogeno fatty acid are added to the preformed gel. Each component or a mixed solution of such substances may be applied, sprayed, dipped, etc., and each component may be held in the gel.

次に図1を参照して、本発明の1実施形態であるホログラム記録再生装置1について説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。   Next, a hologram recording / reproducing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, but the scope of the present invention is not limited to these embodiments.

図1は、ホログラム記録再生装置1の概略構成図である。ホログラム記録再生装置1は、上記した本発明の書換型ホログラム記録材料を媒体として、ホログラムの記録、再生、消去を行うことができるように構成されている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hologram recording / reproducing apparatus 1. The hologram recording / reproducing apparatus 1 is configured to be able to record, reproduce, and erase holograms using the above-described rewritable hologram recording material of the present invention as a medium.

具体的には、ホログラム記録再生装置1は、ホログラムの書込み、読み出し、消去を光の照射によって行うことができるようになっており、そのためのレーザ光源10を備えている。レーザ光源10は、青色レーザ11と赤色レーザ12とを備えている。青色レーザ11は、ホログラム記録材料に対してホログラムの記録と再生とを行うための光源であり、405nmのレーザ光を出力するものである。この405nmの波長はホログラム記録に適した波長であると共に、ブルーレイ・ディスクドライブで用いられている光源の波長である。従って、本ホログラム記録再生装置1はブルーレイ・ディスクとの互換性を有したドライブとすることができる。   Specifically, the hologram recording / reproducing apparatus 1 can write, read, and erase holograms by light irradiation, and includes a laser light source 10 for that purpose. The laser light source 10 includes a blue laser 11 and a red laser 12. The blue laser 11 is a light source for recording and reproducing holograms on the hologram recording material, and outputs 405 nm laser light. This wavelength of 405 nm is a wavelength suitable for hologram recording and is a wavelength of a light source used in a Blu-ray disc drive. Therefore, the hologram recording / reproducing apparatus 1 can be a drive compatible with a Blu-ray disc.

赤色レーザ12は、本発明の書換型ホログラム記録材料に記録されたホログラムを消去するための照射光を出力するものであり、青色光よりも長波長側の可視光を出力するものである。本実施形態においては、780nmまたは650nmのレーザ光を出力するように設計されている。780nmは、コンパクトディスク(以下、単に「CD」と略す。)のドライブで用いられている光源の波長である。また、650nmは、デジタル・バーサタイル・ディスク(以下、単に「DVD」と略す。)用のドライブに用いられている光源の波長である。よって、本ホログラム記録再生装置1はCDまたはDVDとの互換性を有したドライブとすることができる。これにより、既存のブルーレイ・ディスクおよびDVDの再生システムに対し、新たな光源を設けることなく、本ホログラム記録再生装置1を形成することができる。   The red laser 12 outputs irradiation light for erasing the hologram recorded on the rewritable hologram recording material of the present invention, and outputs visible light having a wavelength longer than that of blue light. In this embodiment, the laser beam is designed to output 780 nm or 650 nm laser light. 780 nm is a wavelength of a light source used in a drive of a compact disc (hereinafter simply referred to as “CD”). Further, 650 nm is a wavelength of a light source used in a drive for a digital versatile disk (hereinafter simply referred to as “DVD”). Therefore, the hologram recording / reproducing apparatus 1 can be a drive compatible with CD or DVD. Thus, the hologram recording / reproducing apparatus 1 can be formed without providing a new light source for the existing Blu-ray disc and DVD reproducing system.

本ホログラム記録再生装置1では、ホログラムの記録と再生とを行なう場合には、青色レーザ11がオンとなる一方、赤色レーザ12がオフとなるように制御される。   In the hologram recording / reproducing apparatus 1, when recording and reproducing a hologram, the blue laser 11 is turned on while the red laser 12 is turned off.

この青色レーザ11から出力されるレーザ光は、ビームスプリッタ13へ進入する。ビームスプリッタ13は、進入したレーザ光を信号光(信号ビーム)と参照光(基準ビーム)とに分離するものである。これにより、ビームスプリッタ13に進入した光束は2光束となって、それぞれ異なる方向から信号光と参照光として出力される。尚、図1において、青色レーザ11から出力されるレーザ光の導波路を実線L1で示し、更にその信号光の導波路を実線L1a、参照光の導波路を実線L1bにて示している。   The laser light output from the blue laser 11 enters the beam splitter 13. The beam splitter 13 separates the laser beam that has entered into signal light (signal beam) and reference light (reference beam). As a result, the light beam entering the beam splitter 13 becomes two light beams, which are output as signal light and reference light from different directions. In FIG. 1, the waveguide of the laser light output from the blue laser 11 is indicated by a solid line L1, the waveguide of the signal light is indicated by a solid line L1a, and the waveguide of the reference light is indicated by a solid line L1b.

信号光は、その後、空間光変調器14に進入する。空間光変調器14は、記録情報に応じた画素パターンの光に変調するものである。これにより、変調された信号光はミラー15,16を介して、所定の位置にセットされた媒体Sに照射される。この媒体Sは本発明の書換型ホログラム記録材料である。ミラー16は可動式ミラーで形成されており、照射位置を移動させることができるようになっている。   The signal light then enters the spatial light modulator 14. The spatial light modulator 14 modulates light with a pixel pattern corresponding to recording information. Thereby, the modulated signal light is irradiated to the medium S set at a predetermined position via the mirrors 15 and 16. This medium S is the rewritable hologram recording material of the present invention. The mirror 16 is formed of a movable mirror so that the irradiation position can be moved.

また、ビームスプリッタ13から出力された参照光は、ミラー17を経由して、媒体S上で信号光と重なるように照射され、その結果、信号光と参照光との干渉縞(ページパターン)からなるホログラムが記録される。尚、ミラー17は可動式ミラーで構成されており、照射位置を移動させることができるようになっている。   In addition, the reference light output from the beam splitter 13 is irradiated through the mirror 17 so as to overlap the signal light on the medium S, and as a result, interference fringes (page pattern) between the signal light and the reference light. A hologram is recorded. The mirror 17 is composed of a movable mirror so that the irradiation position can be moved.

また、このとき、ホログラム記録媒体の照射部位を変位させずに信号光および参照光の変調パターン(画素パターンや位相パターン)を変化させると、その照射部位には、変調パターンに応じた各種ページパターンのホログラムが多重記録される。これにより、位相コード多重方式が実現される。   At this time, if the modulation pattern (pixel pattern or phase pattern) of the signal light and the reference light is changed without displacing the irradiation part of the hologram recording medium, various page patterns corresponding to the modulation pattern are displayed on the irradiation part. Are recorded in a multiplex manner. Thereby, a phase code multiplexing system is realized.

尚、記録されたホログラムを再生する場合には、青色レーザ11の出力強度を弱め、さらに空間光変調器14で光をカットすることで参照光のみが媒体Sに照射される。これにより、媒体Sに記録されている情報が再生される。尚、参照光のみを媒体Sに照射するかかる構成が、請求項記載のホログラム再生手段に該当する。   When reproducing the recorded hologram, the output intensity of the blue laser 11 is weakened, and the light is cut by the spatial light modulator 14 so that only the reference light is irradiated onto the medium S. Thereby, the information recorded on the medium S is reproduced. Such a configuration in which only the reference light is irradiated onto the medium S corresponds to the hologram reproducing means described in the claims.

記録されているホログラムを消去する場合には、上記の赤色レーザ12がオン、青色レーザ11がオフとなるように制御される。赤色レーザ光の光路上には、ミラー18,19が設けられている。そしてこのミラー18,19を介して、赤色レーザ12からの出力光は、ビームスプリッタ13へ進入する。そして、ビームスプリッタ13にて、2光束に分離され、それぞれ異なる方向から信号光と参照光として出力される。尚、図1において、赤色レーザ12から出力されるレーザ光の導波路を破線L2で示し、更にその信号光の導波路を破線L2a、参照光の導波路を破線L2bにて示している。   When erasing the recorded hologram, control is performed so that the red laser 12 is turned on and the blue laser 11 is turned off. Mirrors 18 and 19 are provided on the optical path of the red laser light. Then, the output light from the red laser 12 enters the beam splitter 13 through the mirrors 18 and 19. Then, it is separated into two light beams by the beam splitter 13 and outputted as signal light and reference light from different directions. In FIG. 1, the waveguide of the laser light output from the red laser 12 is indicated by a broken line L2, the waveguide of the signal light is indicated by a broken line L2a, and the waveguide of the reference light is indicated by a broken line L2b.

ビームスプリッタ13から出力された赤色レーザ光は、青色レーザ光と同様、信号光は、空間光変調器14、ミラー15,16を介して、媒体Sに照射される。また、参照光は、ミラー17を経由して、媒体S上で信号光と重なるように照射される。これにより、青色レーザ光にて書き込んだ位置において記録されたホログラムが消去される。   The red laser light output from the beam splitter 13 irradiates the medium S with the signal light via the spatial light modulator 14 and the mirrors 15 and 16 in the same manner as the blue laser light. Further, the reference light is irradiated on the medium S so as to overlap with the signal light via the mirror 17. As a result, the hologram recorded at the position written by the blue laser beam is erased.

以上、上記実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記ホログラム記録再生装置1は、ホログラムを書込むために青色レーザ11を備えたが、これにかえて紫外光レーザを設けても良い。また、ホログラムを消去するレーザとして赤色レーザ12を設けたが、記録されたホログラムを消去できる波長であれば、赤色レーザ光に限られるものではなく、例えば赤色レーザ12に代えて緑色レーザを設けても良い。   The present invention has been described above based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Can be easily guessed. For example, the hologram recording / reproducing apparatus 1 includes the blue laser 11 for writing the hologram, but an ultraviolet laser may be provided instead. The red laser 12 is provided as a laser for erasing the hologram. However, the laser is not limited to the red laser beam as long as the recorded hologram can be erased. For example, a green laser is provided instead of the red laser 12. Also good.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に基づいて限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
オルガノシロキサンである3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製)、(以下、単に「GP-TMS」と略す。)に、硝酸銀(和光純薬工業株式会社製)と硫酸銅(和光純薬工業株式会社製)、トリクロロ酢酸(和光純薬工業株式会社製)をモル比1:1:2の割合で溶解させた酸性 の硝酸水溶液(硝酸濃度1.2mM)を加え、Si:Agのモル比が10:1となるように調整し、1時間、常温常圧下にて、オルガノシロキサンの加水分解を行ってゾルを得た。
Example 1
Organosiloxane 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (hereinafter simply referred to as “GP-TMS”), silver nitrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and copper sulfate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), trichloroacetic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) dissolved in a molar ratio of 1: 1: 2, an acidic nitric acid aqueous solution (nitric acid concentration 1.2 mM) was added, and Si was added. : Ag molar ratio was adjusted to 10: 1, and organosiloxane was hydrolyzed at room temperature and normal pressure for 1 hour to obtain a sol.

得られたゾルを市販のスライドガラス(アズワン株式会社製)にディップコーティングして、一晩室温で乾燥し、書換型ホログラム記録材料となる厚み略2μmのゲル膜が形成された試験片を得た。得られた膜は、X線回折装置(株式会社リガク社製 RINT−2000、CuKa)によってX線回折を行った。また、透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製 JEM−2100F)を用いて観察を行ったところ、膜中に、塩化銀(一価)と塩化銅(一価)のナノ粒子の生成が確認された。ナノ粒子の粒径は2nm〜20nmであった。また、エネルギー分散型X線分光法とX線光電子分光法により、ゲル膜に導入された銀成分および銅成分は全て塩化物として存在しているのではなく、一部イオンとして存在していることが認められた。この試験片について、各種性能評価試験を行った。   The obtained sol was dip-coated on a commercially available slide glass (manufactured by ASONE Co., Ltd.) and dried overnight at room temperature to obtain a test piece on which a gel film having a thickness of about 2 μm serving as a rewritable hologram recording material was formed. . The obtained film was subjected to X-ray diffraction by an X-ray diffractometer (RINT-2000, CuKa manufactured by Rigaku Corporation). Moreover, when observation was performed using a transmission electron microscope (JEM-2100F manufactured by JEOL Ltd.), formation of silver chloride (monovalent) and copper chloride (monovalent) nanoparticles was confirmed in the film. It was. The particle size of the nanoparticles was 2 nm to 20 nm. In addition, by energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy, the silver component and the copper component introduced into the gel film are not present as chlorides but are present as some ions. Was recognized. Various performance evaluation tests were performed on this test piece.

(実施例1の書換型ホログラム記録材料の光学的性能評価試験)
(1)紫外−可視吸収スペクトル測定試験
実施例1で得られた書換型ホログラム記録材料について、300〜800nmの波長の紫外−可視吸収スペクトル法(UV−vis)により、吸光度を測定した。測定装置はV−560(日本分光株式会社製)を用いた。
(Optical performance evaluation test of rewritable hologram recording material of Example 1)
(1) Ultraviolet-visible absorption spectrum measurement test About the rewritable hologram recording material obtained in Example 1, the absorbance was measured by an ultraviolet-visible absorption spectrum method (UV-vis) having a wavelength of 300 to 800 nm. The measuring device used was V-560 (manufactured by JASCO Corporation).

測定サンプルとして、レーザの照射条件を変更して4サンプル(測定サンプルa〜d)を作製した。測定サンプルaは、実施例1で作製した試験片に対してレーザ光未照射のもの、測定サンプルbは、実施例1で作製した試験片に対し青色レーザ光(405nm,中心の照射強度10mW/cm)を10分照射したもの、測定サンプルcは、実施例1で作製した試験片に対し青色レーザ光(405nm,中心の照射強度10mW/cm)を10分照射後、更に、可視光照射(490−550nm、中心の照射強度14mW/cm)を10分行ったもの、測定サンプルdは、実施例1で作製した試験片に対し青色レーザ光(405nm,中心の照射強度10mW/cm)を10分照射後、更に、可視光照射(490−550nm、中心の照射強度14mW/cm)を30分行ったものである。紫外−可視吸収スペクトルの結果を、夫々図2の(a)〜(d)に示す。尚、図2においては、測定サンプルに付したアルファベット記号にて、各測定サンプルに対応する吸光度特性を示している。 As measurement samples, four samples (measurement samples a to d) were manufactured by changing the laser irradiation conditions. The measurement sample a is a sample not irradiated with laser light on the test piece prepared in Example 1, and the measurement sample b is blue laser light (405 nm, central irradiation intensity 10 mW / second) on the test piece prepared in Example 1. cm 2 ) irradiated for 10 minutes, the measurement sample c was irradiated with blue laser light (405 nm, central irradiation intensity 10 mW / cm 2 ) for 10 minutes on the test piece prepared in Example 1, and further visible light Irradiation (490-550 nm, central irradiation intensity 14 mW / cm 2 ) performed for 10 minutes, measurement sample d is a blue laser beam (405 nm, central irradiation intensity 10 mW / cm) on the test piece prepared in Example 1. 2 ) is irradiated for 10 minutes, and further, visible light irradiation (490-550 nm, central irradiation intensity 14 mW / cm 2 ) is performed for 30 minutes. The results of the ultraviolet-visible absorption spectrum are shown in (a) to (d) of FIG. In FIG. 2, the light-absorbency characteristics corresponding to each measurement sample are indicated by alphabetical symbols attached to the measurement samples.

図2は、青色レーザ光照射と可視光照射(490−550nm)を行った場合の各測定サンプルa〜dの紫外領域から可視光領域の範囲の吸収スペクトルを示すグラフである。このグラフにおいて横軸は波長であり、縦軸は吸光度である。図2から明らかな通り、吸光度は、未照射状態の測定サンプルaの場合(図2中(a)にて示す実線)に比べ、ゲル膜へ青色レーザ光を照射することによって増加していた(図2中(b)にて示す実線)。青色レーザ光照射後に、更に、可視光照射を行った場合には、500nm近傍から800nmの範囲で吸光度が低下することが示された(図2中(c),(d)にて示す破線)。このようにこのゲル膜は、青色レーザ光照射によって吸光度が増加し、青色光よりも長波長の可視光照射にて吸光度が減少することが認められた。   FIG. 2 is a graph showing an absorption spectrum in a range from the ultraviolet region to the visible light region of each measurement sample a to d when blue laser light irradiation and visible light irradiation (490-550 nm) are performed. In this graph, the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is absorbance. As is clear from FIG. 2, the absorbance was increased by irradiating the gel film with blue laser light as compared with the case of the measurement sample a in the unirradiated state (solid line indicated by (a) in FIG. 2) ( Solid line shown in FIG. 2 (b)). It was shown that when visible light was further irradiated after the blue laser light irradiation, the absorbance decreased in the range from about 500 nm to 800 nm (broken lines indicated by (c) and (d) in FIG. 2). . As described above, it was confirmed that the absorbance of the gel film was increased by irradiation with blue laser light, and the absorbance was decreased by irradiation with visible light having a wavelength longer than that of blue light.

(2)光照射繰返しに対する安定性試験
実施例1で得られた試験片について、そのゲル膜に、青色レーザ光(405nm,中心の照射強度10mW/cm)を照射した後、可視光(490−550nm、中心の照射強度14mW/cm)を照射するサイクルを、2回繰返し、1サイクル終了の度に、同様に紫外−可視吸収スペクトル法により測定を行った。
(2) Stability test against repeated light irradiation After the test piece obtained in Example 1 was irradiated with blue laser light (405 nm, central irradiation intensity 10 mW / cm 2 ), the visible light (490 The cycle of irradiation at −550 nm and the central irradiation intensity of 14 mW / cm 2 ) was repeated twice, and the measurement was similarly performed by the ultraviolet-visible absorption spectrum method at the end of each cycle.

測定サンプルは、4種類準備した。測定サンプルa、測定サンプルb、測定サンプルdは、上述の紫外−可視吸収スペクトル測定試験と同様のものである。測定サンプルb’は、実施例1で作製した試験片に対し、上述の紫外−可視吸収スペクトル測定試験と同じ条件で、青色レーザ光照射を10分、可視光照射を30分行った後に、更に、青色レーザ光を10分照射(2度目の青色レーザ光照射)したものである。測定サンプルd’は、この測定サンプルb’の照射条件に更に可視光を30分照射(2度目の可視光照射)したものである。その結果を、図3に示す。尚、図3においては、測定サンプルに付したアルファベット記号にて、各測定サンプルに対応する吸光度特性を示している。   Four types of measurement samples were prepared. The measurement sample a, the measurement sample b, and the measurement sample d are the same as those in the ultraviolet-visible absorption spectrum measurement test described above. The measurement sample b ′ was further subjected to blue laser light irradiation for 10 minutes and visible light irradiation for 30 minutes on the test piece prepared in Example 1 under the same conditions as the ultraviolet-visible absorption spectrum measurement test described above. The blue laser light was irradiated for 10 minutes (second blue laser light irradiation). The measurement sample d 'is obtained by further irradiating visible light for 30 minutes under the irradiation conditions of the measurement sample b' (second visible light irradiation). The result is shown in FIG. In FIG. 3, the light-absorbency characteristics corresponding to each measurement sample are indicated by alphabetical symbols attached to the measurement samples.

図3は、実施例1で作製した試験片に繰り返し光照射を行った際の吸光度特性を示すグラフである。具体的には、図3において、測定サンプルaの吸光度特性はaにて指し示す実線で表され、測定サンプルbの吸光度特性はbにて指し示す破線で表され、測定サンプルb’の吸光度特性はb’にて指し示す実線で表され、測定サンプルdの吸光度特性はdにて指し示す実線で表され、測定サンプルd’の吸光度特性はd’にて指し示す破線で表されている。図3から明らかな通り、1回目と2回目の光照射後の試験片の吸光度は略同じであり、再現性良く、着色と消色とを繰返すことが分かった。   FIG. 3 is a graph showing the absorbance characteristics when the test piece prepared in Example 1 is repeatedly irradiated with light. Specifically, in FIG. 3, the absorbance characteristic of the measurement sample a is represented by a solid line indicated by a, the absorbance characteristic of the measurement sample b is represented by a broken line indicated by b, and the absorbance characteristic of the measurement sample b ′ is b. The absorbance characteristic of the measurement sample d is indicated by a solid line indicated by d, and the absorbance characteristic of the measurement sample d ′ is indicated by a broken line indicated by d ′. As is apparent from FIG. 3, the absorbance of the test pieces after the first and second light irradiations was substantially the same, and it was found that coloring and decoloring were repeated with good reproducibility.

(3)二光束干渉露光試験
実施例1で得られた試験片のゲル膜について、青色レーザ光をビームスプリッタにより分岐後、波長板により異なる偏光方向を付与した2本の光束を、再び集光させて、青色レーザー光による二光束干渉露光試験を行った。そこに極弱い強度の赤色レーザ(633nm)を照射し、その透過光と一次回折光の検出および回折効率の変化を調べた。結果を図4に示す。
(3) Two-beam interference exposure test For the gel film of the test piece obtained in Example 1, after splitting the blue laser light with a beam splitter, two light beams with different polarization directions given by a wave plate are condensed again. Then, a two-beam interference exposure test using a blue laser beam was performed. A very weak red laser (633 nm) was irradiated there, and the transmitted light and first-order diffracted light were detected and the diffraction efficiency was examined. The results are shown in FIG.

図4は、青色レーザ干渉露光中における回折効率の時間変化を示したグラフであり、横軸は露光時間であり、縦軸は回折効率である。回折効率は、透過率強度(Itrans)と回折光強度(Idiff)とを用い、回折効率=(Idiff/Itrans)で求められる。この回折効率が高い値であるほど、ホログラム形成能に優れることとなり、通常、0.1%以上であれば、ホログラムメモリ用記録媒体としての使用に耐えるとされる。   FIG. 4 is a graph showing the time variation of diffraction efficiency during blue laser interference exposure, where the horizontal axis is the exposure time and the vertical axis is the diffraction efficiency. The diffraction efficiency is determined by using diffraction intensity = (Idiff / Itrans) using transmittance intensity (Itrans) and diffracted light intensity (Idiff). The higher the diffraction efficiency, the better the hologram forming ability. Normally, when the diffraction efficiency is 0.1% or more, it can be used as a recording medium for hologram memory.

図4に示すように、実施例1で得られた試験片の回折効率(Idiff/Itrans)は、露光後すぐから徐々に増加し、1600秒で最大値0.86%となり、振幅ホログラムとして非常に高い回折効率を備えることが示された。   As shown in FIG. 4, the diffraction efficiency (Idiff / Itrans) of the test piece obtained in Example 1 gradually increases immediately after the exposure, reaches a maximum value of 0.86% in 1600 seconds, and is very useful as an amplitude hologram. Have a high diffraction efficiency.

これらの結果から、この書換型ホログラム記録材料はホログラムメモリ用材料として有用であることが示された。   From these results, it was shown that this rewritable hologram recording material is useful as a material for hologram memory.

10 レーザ光源(レーザ照射手段の一部、可視光照射手段の一部)
11 青色レーザ(レーザ照射手段の一部)
12 赤色レーザ(可視光照射手段の一部)
10 Laser light source (part of laser irradiation means, part of visible light irradiation means)
11 Blue laser (part of laser irradiation means)
12 Red laser (part of visible light irradiation means)

Claims (9)

銀成分が酸化還元反応により銀イオンまたはハロゲン化銀の状態から金属銀の状態に可逆的に変化することに基づいてホログラムを書換可能に記録するものであって、
有機シラン化合物を骨格成分とするゲル中に、銀成分と、ハロゲン成分と、銅成分とが含まれた光感応部を備え、
その光感応部は、特定波長の光に感応して、ゲル中に含まれている銀成分が銀イオンまたはハロゲン化銀の状態から金属銀に可逆的に変換されることにより、吸光度が変化することを特徴とする書換型ホログラム記録材料。
A hologram is rewritably recorded based on a reversible change from a silver ion or silver halide state to a metallic silver state by a redox reaction,
In a gel having an organic silane compound as a skeleton component, a photosensitive component containing a silver component, a halogen component, and a copper component is provided.
The light-sensitive part is sensitive to light of a specific wavelength, and the absorbance changes as the silver component contained in the gel is reversibly converted from silver ions or silver halide to metallic silver. A rewritable hologram recording material.
前記光感応部は、銀成分と銅成分とハロゲン成分とが有機シラン化合物の前駆体に混合された状態で加水分解をして得られるゾルをゲル化して形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の書換型ホログラム記録材料。   The photosensitive part is formed by gelling a sol obtained by hydrolysis in a state where a silver component, a copper component, and a halogen component are mixed with a precursor of an organosilane compound. 2. The rewritable hologram recording material according to claim 1. 前記光感応部は、膜状体に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の書換型ホログラム記録材料。   The rewritable hologram recording material according to claim 1, wherein the photosensitive portion is formed in a film-like body. ハロゲン成分は、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素の中から選ばれる1又は複数の成分であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料。   4. The rewritable hologram recording material according to claim 1, wherein the halogen component is one or a plurality of components selected from chlorine, fluorine, bromine and iodine. 有機シラン化合物の前駆体は、3−グリシドキシプロピル基、ビニル基、フェニル基、エチル基、メチル基のいずれかを具有するトリメトキシシランまたはトリエトキシシランの中から選ばれる1または複数のアルコキシドを含むものであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料。   The precursor of the organosilane compound is one or more alkoxides selected from trimethoxysilane or triethoxysilane having any of 3-glycidoxypropyl group, vinyl group, phenyl group, ethyl group, and methyl group The rewritable hologram recording material according to claim 1, comprising: 銀成分と銅成分とは、前記光感応部のゲル中に当量存在すると共に、銀成分および銅成分はそれぞれ少なくともその一部がハロゲン化物のナノ粒子として該ゲル中に分散されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料。   The silver component and the copper component are present in an equivalent amount in the gel of the photosensitive part, and at least a part of each of the silver component and the copper component is dispersed in the gel as halide nanoparticles. The rewritable hologram recording material according to any one of claims 1 to 5. 銀成分が酸化還元反応により銀イオンまたはハロゲン化銀の状態から金属銀の状態に可逆的に変化することに基づいてホログラムを書換可能に記録する書換型ホログラム記録材料の製造方法において、
有機シラン化合物の前駆体に銀成分と銅成分とハロゲン成分とが混合された状態で加水分解を行いゾルを作製するゾル作製工程と、
そのゾル作製工程で得られたゾルを用いて銀成分とハロゲン成分と銅成分とが保持されるゲルを形成するゲル形成工程と、
そのゲル形成工程で形成されたゲルを60℃以下の温度で乾燥する乾燥工程とを備えており、該乾燥工程を経て得られるゲルにより特定波長の照射光に感応して吸光度が変化する光感応部が形成されることを特徴とする書換型ホログラム記録材料の製造方法。
In the method for producing a rewritable hologram recording material in which a hologram is rewritable based on a reversible change from a silver ion or silver halide state to a metallic silver state due to an oxidation-reduction reaction,
A sol preparation step of preparing a sol by performing hydrolysis in a state where a silver component, a copper component and a halogen component are mixed with a precursor of an organosilane compound;
A gel forming step of forming a gel in which a silver component, a halogen component, and a copper component are held using the sol obtained in the sol preparation step;
And a drying step of drying the gel formed in the gel forming step at a temperature of 60 ° C. or less, and the photosensitivity in which absorbance changes in response to irradiation light of a specific wavelength by the gel obtained through the drying step. A method for producing a rewritable hologram recording material, wherein a portion is formed.
前記ゾル作製工程で作製されるゾルは、銀成分と銅成分とが等量含まれることを特徴とする請求項7に記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法。   The method for producing a rewritable hologram recording material according to claim 7, wherein the sol produced in the sol production step contains an equal amount of a silver component and a copper component. 請求項1から6のいずれかに記載の書換型ホログラム記録材料又は請求項7または8に記載の書換型ホログラム記録材料の製造方法にて製造された書換型ホログラム記録材料と、
その書換型ホログラム記録材料に対し信号光と参照光との二光束青色レーザ光を照射するレーザ照射手段と、
そのレーザ照射手段による干渉露光にてホログラムが記録された前記書換型ホログラム記録材料の光感応部に、前記レーザ照射手段から参照光を照射して、ホログラムを再生するホログラム再生手段と、
前記レーザ照射手段の青色レーザ光よりも長波長側の可視光を照射する可視光照射手段とを備え、その可視光照射手段による光照射にて前記書換型ホログラム記録材料の光感応部に記録されたホログラムを消去することを特徴とするホログラム記録再生システム。
A rewritable hologram recording material manufactured by the rewritable hologram recording material according to any one of claims 1 to 6, or the rewritable hologram recording material according to claim 7 or 8, and
Laser irradiation means for irradiating the rewritable hologram recording material with a two-beam blue laser beam of signal light and reference light;
Hologram reproducing means for reproducing a hologram by irradiating a reference beam from the laser irradiating means to the photosensitive part of the rewritable hologram recording material on which the hologram is recorded by interference exposure by the laser irradiating means,
Visible light irradiating means for irradiating visible light having a longer wavelength than the blue laser light of the laser irradiating means, and recorded on the light sensitive portion of the rewritable hologram recording material by light irradiation by the visible light irradiating means. Hologram recording / reproducing system, wherein the hologram is erased.
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