JP2014026116A - Photosensitive resin composition for volume hologram recording, photosensitive substrate for volume hologram recording, and volume hologram recording material - Google Patents

Photosensitive resin composition for volume hologram recording, photosensitive substrate for volume hologram recording, and volume hologram recording material Download PDF

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夏織 中津川
Tomoe Takanokura
知枝 高野倉
Makio Kurashige
牧夫 倉重
Ying-Ji Zhao
英姫 趙
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive composition for volume hologram recording, having excellent heat resistance and capable of improving a refractive index difference without containing metal, a photosensitive substrate for volume hologram recording which has excellent heat resistance and can be made thin, and a volume hologram recording material having excellent heat resistance and suitably applicable to be used for an optical element.SOLUTION: The photosensitive composition for volume hologram recording comprises: an organic-inorganic hybrid polymer which has a main chain of an organic polymer and has a polysiloxane structure in at least either a side chain or a molecular end of the organic polymer and which contains a tri-functional siloxane unit by 10 mol% or more in the entire siloxane units; a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more; and a photopolymerization initiator.

Description

本発明は、体積型ホログラム記録用感光性樹脂組成物、体積型ホログラム記録用感光性基板、及び、体積型ホログラム記録体に関する。   The present invention relates to a photosensitive resin composition for volume hologram recording, a photosensitive substrate for volume hologram recording, and a volume hologram recording body.

体積型ホログラム記録体は、近年、光学素子としての応用が期待され、実用化され始めている。例えば特許文献1では、ホログラム記録媒体を用いることにより、コヒーレント光源を用いた場合であってもスペックル(speckle)の発生を効率的かつ十分に抑制された投射型映像表示装置が開示されている。ここでスペックルとは、レーザー光などのコヒーレント光を拡散面に照射したときに現れる斑点状の模様であり、スクリーン上に発生すると斑点状の輝度ムラとして観察され、観察者に対して生理的な悪影響を及ぼす要因となるものである。特許文献1の技術によれば、散乱板を振動させたり回転させたりする従来の技術と比較して、装置を小型化でき、省電力で、且つ、効率的にスペックルの発生を抑えることができる。   In recent years, a volume hologram recording body is expected to be applied as an optical element and has been put into practical use. For example, Patent Document 1 discloses a projection-type image display device that uses a hologram recording medium to efficiently and sufficiently suppress speckle generation even when a coherent light source is used. . Here, the speckle is a speckled pattern that appears when a diffusing surface is irradiated with coherent light such as laser light. When speckle is generated on the screen, it is observed as speckled luminance unevenness, which is physiological to the observer. It becomes a factor that has a bad influence. According to the technique of Patent Document 1, compared to the conventional technique of vibrating or rotating the scattering plate, it is possible to reduce the size of the apparatus, save power, and efficiently suppress speckle generation. it can.

光学素子用途に用いられる体積型ホログラム記録体は、従来よりも高い耐熱性や耐光性が要求される。例えば、高出力のレーザー光を照射した場合や、長時間使用した場合であってもホログラム記録が安定して保持されていることが求められる。また、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなど屋外,車載用途に用いられ得る場合は耐候性が重要になる。このように光学素子用途に用いられる体積型ホログラム記録体には、これらの耐熱性、耐光性、及び耐候性等の耐久性が求められる。   Volume type hologram recording bodies used for optical element applications are required to have higher heat resistance and light resistance than before. For example, the hologram recording is required to be stably held even when irradiated with high-power laser light or when used for a long time. In addition, weather resistance becomes important when it can be used for outdoor and in-vehicle applications such as a head-mounted display and a head-up display. Thus, the volume hologram recording body used for optical element applications is required to have durability such as heat resistance, light resistance, and weather resistance.

特許文献2及び3には、フッ素含有ポリマーをバインダー成分として有するホログラム記録用の組成物が開示されている。フッ素含有ポリマーを用いることにより耐熱性や屈折率の向上が期待されている。しかしながら、フッ素含有ポリマーを用いると、基材との密着性が低下するという問題が生じる。そのため、基材との密着性が必要な態様で用いる場合、フッ素の導入率を大きくすることができず、耐熱性が十分に発現できない場合があった。   Patent Documents 2 and 3 disclose a hologram recording composition having a fluorine-containing polymer as a binder component. Improvement of heat resistance and refractive index is expected by using a fluorine-containing polymer. However, when a fluorine-containing polymer is used, the problem that adhesiveness with a base material falls arises. For this reason, when it is used in an aspect that requires adhesion to the substrate, the introduction rate of fluorine cannot be increased, and heat resistance may not be sufficiently exhibited.

特許文献4には、無機物質ネットワークと光重合性モノマーを併用した材料系が開示されている。ネットワークを形成し得る無機材料をバインダーとして用いる場合には、耐熱性、対環境性、機械強度に優れると共に、光重合性の有機モノマーとの屈折率差を大きく取れるという利点があるが、この材料系で形成したホログラム記録膜はどちらかと言えば脆くて、柔軟性や加工適性、コーティング適性に劣るという問題、及び、無機バインダーと有機モノマーの相溶性が良くないので、均一な塗工材料を調製するのが困難という問題があった。   Patent Document 4 discloses a material system in which an inorganic substance network and a photopolymerizable monomer are used in combination. When an inorganic material that can form a network is used as a binder, this material has the advantages of being excellent in heat resistance, environmental resistance and mechanical strength, and having a large difference in refractive index from a photopolymerizable organic monomer. The hologram recording film formed by the system is rather fragile, and it is inferior in flexibility, processability and coating suitability, and the compatibility between the inorganic binder and the organic monomer is not good, so a uniform coating material is prepared. There was a problem that it was difficult to do.

また、特許文献4には、無機物質ネットワーク中に有機基を導入することによって無機バインダーに柔軟性を付与し、ホログラム記録膜の脆さを改善することも開示されている。しかし、特許文献4は、側鎖に有機部を有する有機金属化合物又は有機モノマーと重合可能な官能基を有する有機金属化合物を加水分解、重縮合することによって無機ネットワーク中に有機基を導入することが開示されているだけである。すなわち、特許文献4の開示によれば、無機ネットワークのネットワーク構造自体は無機化合物が相互に連結した鎖により構成され、有機基は無機ネットワークのネットワーク構造にペンダント状の側鎖として導入されるだけなので、無機ネットワークの剛直な構造を本質的に変化させるものではなかった。   Patent Document 4 also discloses that an organic group is introduced into an inorganic substance network to impart flexibility to the inorganic binder and improve the brittleness of the hologram recording film. However, Patent Document 4 introduces an organic group into an inorganic network by hydrolysis and polycondensation of an organometallic compound having an organic moiety in the side chain or an organometallic compound having a functional group polymerizable with an organic monomer. Is only disclosed. That is, according to the disclosure of Patent Document 4, the network structure of the inorganic network itself is composed of chains in which inorganic compounds are connected to each other, and the organic group is only introduced into the network structure of the inorganic network as pendant side chains. It did not essentially change the rigid structure of the inorganic network.

特許文献5には、特定の有機−無機ハイブリッドポリマーと、特定の有機金属微粒子と、光重合開始剤とを含有する、体積型ホログラム記録用感光性組成物が記載されている。特許文献5のように金属元素を含む微粒子を用いた場合には、金属微粒子の比重が高いため、当該金属微粒子が沈降を生じる等、均一に分散させることが困難であるとともに、ホログラム撮影の際、モノマーの動きを阻害する要因ともなっていた。また、金属元素を含む微粒子を含むと、得られた体積型ホログラム記録体にレーザー光等の高エネルギーの光を照射した場合に、ホログラム記録層の誘電率が変化することがあり、精度が要求される光学素子用途への適用は困難であった。   Patent Document 5 describes a photosensitive composition for volume hologram recording, which contains a specific organic-inorganic hybrid polymer, specific organometallic fine particles, and a photopolymerization initiator. When fine particles containing a metal element are used as in Patent Document 5, since the specific gravity of the metal fine particles is high, it is difficult to uniformly disperse the metal fine particles, such as sedimentation. It was also a factor that hindered monomer movement. In addition, if fine particles containing a metal element are included, the dielectric constant of the hologram recording layer may change when the obtained volume hologram recording body is irradiated with high-energy light such as laser light, requiring accuracy. However, it has been difficult to apply to optical element applications.

特許文献6には、有機金属化合物を用いた有機−無機ハイブリッドポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する、体積型ホログラム記録用感光性組成物が記載されている。特許文献6においては、具体的には、ジルコニウム等の高屈折率の金属元素を含む有機−無機ハイブリッドポリマーに、低屈折率の光重合性化合物を組み合わせて屈折率差を大きくすることが記載されている。このようにジルコニウム等の高屈折率の金属元素を含む有機−無機ハイブリッドポリマーを用いた場合にも、得られた体積型ホログラム記録体にレーザー光等の高エネルギーの光を照射すると、ホログラム記録層の誘電率が変化することがあり、精度が要求される光学素子用途への適用は困難であった。   Patent Document 6 describes a volume hologram recording photosensitive composition containing an organic-inorganic hybrid polymer using an organometallic compound, a photopolymerizable compound, and a photopolymerization initiator. Specifically, Patent Document 6 describes that an organic-inorganic hybrid polymer containing a high refractive index metal element such as zirconium is combined with a low refractive index photopolymerizable compound to increase the refractive index difference. ing. Even when an organic-inorganic hybrid polymer containing a metal element having a high refractive index such as zirconium is used as described above, when the obtained volume hologram recording body is irradiated with high energy light such as laser light, a hologram recording layer is obtained. The dielectric constant of the optical fiber may change, and it has been difficult to apply it to optical element applications that require accuracy.

特許文献7には、側鎖にポリシロキサン化合物部を含む高分子化合物と、重合可能なエチレン系不飽和結合を有する化合物と光重合開始剤系からなるホログラム記録用感光性組成物が記載されている。特許文献7における側鎖にポリシロキサン化合物部を含む高分子化合物は、片末端に反応性官能基を有するポリシロキサン化合物と、その官能基と反応し得る単量体との共重合体か、或いは、片末端に反応性官能基を有するポリシロキサン化合物と、その官能基と反応し得る反応性官能基を主鎖上に有する線状高分子とのグラフト共重合体として合成されるものであるので、ポリシロキサン化合物としては、二官能性シロキサン単位のみが含まれるポリシロキサン化合物が用いられている。このようなポリシロキサン化合物を含む高分子化合物を用いた場合には、硬度が不十分となり、耐久性が不十分になる場合がある。すなわち、一般的に二官能性シロキサン単位からなるポリシロキサンはオイル状であり、樹脂状の三官能性シロキサン単位やガラス状の四官能性シロキサン単位が用いられている場合と比較して記録後のホログラムが熱や衝撃により変動しやすくなる。また、特許文献7に記載されている技術では、屈折率変調量が最大でも0.011と小さく、不十分であった。   Patent Document 7 describes a photosensitive composition for hologram recording comprising a polymer compound having a polysiloxane compound part in the side chain, a compound having a polymerizable ethylenically unsaturated bond, and a photopolymerization initiator system. Yes. The polymer compound containing a polysiloxane compound part in the side chain in Patent Document 7 is a copolymer of a polysiloxane compound having a reactive functional group at one end and a monomer capable of reacting with the functional group, or Since it is synthesized as a graft copolymer of a polysiloxane compound having a reactive functional group at one end and a linear polymer having a reactive functional group capable of reacting with the functional group on the main chain. As the polysiloxane compound, a polysiloxane compound containing only a bifunctional siloxane unit is used. When such a polymer compound containing a polysiloxane compound is used, the hardness may be insufficient and the durability may be insufficient. In other words, polysiloxanes composed of bifunctional siloxane units are generally oily and have a post-recording performance compared to the case where resinous trifunctional siloxane units or glassy tetrafunctional siloxane units are used. The hologram tends to fluctuate due to heat and impact. Further, the technique described in Patent Document 7 is insufficient because the refractive index modulation amount is as small as 0.011 at the maximum.

特許第4688980号公報Japanese Patent No. 4688980 特許第2625028号公報Japanese Patent No. 2625028 特許第3370762号公報Japanese Patent No. 3370762 特許第2953200号公報Japanese Patent No. 2953200 特許第4536276号公報Japanese Patent No. 4536276 特許第4536275号公報Japanese Patent No. 4536275 特開平9−106241号公報JP-A-9-106241

本発明は、このような状況下になされたものであり、金属を含まずに、耐熱性に優れ、屈折率差を向上できる体積型ホログラム記録用感光性組成物、耐熱性に優れ、薄層化が可能な体積型ホログラム記録用感光性基板、及び、耐熱性に優れ、光学素子用途に好適に適用することが可能な体積型ホログラム記録体を提供することを目的とする。   The present invention has been made under such circumstances, and does not contain a metal, has excellent heat resistance, and can improve the refractive index difference. A photosensitive composition for volume hologram recording, excellent in heat resistance, and thin layer It is an object of the present invention to provide a volume hologram recording photosensitive substrate that can be made into a large volume, and a volume hologram recording body that has excellent heat resistance and can be suitably applied to optical element applications.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の有機−無機ハイブリッドポリマーと、特定の光重合性化合物と、光重合開始剤とを組み合わせて用いることにより、金属元素を含まずに、耐熱性を向上でき、且つ、屈折率差を向上できるとの知見を得た。
本発明は、係る知見に基づいて完成したものである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have used a specific organic-inorganic hybrid polymer, a specific photopolymerizable compound, and a photopolymerization initiator in combination, thereby producing a metal. It has been found that heat resistance can be improved and the refractive index difference can be improved without containing elements.
The present invention has been completed based on such knowledge.

本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性組成物は、主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有することを特徴とする。   The photosensitive composition for volume hologram recording according to the present invention has a main chain of an organic polymer, a polysiloxane structure in at least one of a side chain and a terminal of the organic polymer, and a trifunctional siloxane unit. It contains an organic-inorganic hybrid polymer containing 10 mol% or more with respect to all siloxane units, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator.

本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板は、主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する、ホログラムを記録するためのホログラム記録層を基材上に備えたことを特徴とする。   The photosensitive substrate for volume hologram recording according to the present invention has an organic polymer as a main chain and a polysiloxane structure in at least one of a side chain and a terminal of the organic polymer, and contains all trifunctional siloxane units. A hologram recording layer for recording a hologram, comprising an organic-inorganic hybrid polymer containing 10 mol% or more based on a siloxane unit, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator. It was provided on the base material.

また、本発明に係る体積型ホログラム記録体は、主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する、ホログラムを記録するためのホログラム記録層に、ホログラムが記録されたホログラム層を、基材上に備えたことを特徴とする。   Further, the volume hologram recording material according to the present invention has a main chain of an organic polymer, a polysiloxane structure at least one of a side chain and a terminal of the organic polymer, and a trifunctional siloxane unit having all siloxane units. A hologram recording layer for recording a hologram, comprising an organic-inorganic hybrid polymer containing 10 mol% or more with respect to a unit, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator, A hologram layer having a hologram recorded thereon is provided on a substrate.

前記本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性組成物、体積型ホログラム記録用感光性基板、及び体積型ホログラム記録体においては、前記有機−無機ハイブリッドポリマーが、主鎖構成成分として少なくとも下記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物とエチレン性不飽和二重結合を有する有機モノマーとを共重合させてなる共重合体と、下記一般式(2)で表される有機ケイ素化合物との加水分解重縮合物を含有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーであることが、耐熱性に優れる点から好ましい。   In the photosensitive composition for volume hologram recording, the photosensitive substrate for volume hologram recording, and the volume hologram recording body according to the present invention, the organic-inorganic hybrid polymer has at least the following general formula as a main chain component. Hydrolysis of a copolymer obtained by copolymerizing an organosilicon compound represented by (1) and an organic monomer having an ethylenically unsaturated double bond, and an organosilicon compound represented by the following general formula (2) An organic-inorganic hybrid polymer containing a decomposition polycondensate and containing 10 mol% or more of trifunctional siloxane units based on the total siloxane units is preferable from the viewpoint of excellent heat resistance.

RmSi(OR’)n 一般式(1)
(一般式(1)において、Rは同一でも異なってもよく炭素数1〜10のエチレン性二重結合含有基、R’は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基を表し、m+n=4、m≧1、n≧1である。)
RmSi (OR ′) n General formula (1)
(In the general formula (1), R may be the same or different, and may be an ethylenic double bond-containing group having 1 to 10 carbon atoms, R ′ may be the same or different and represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m + n = 4, m ≧ 1, and n ≧ 1.)

R”m’Si(OR’’’)n’ 一般式(2)
(一般式(2)において、R”は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基、又は、アルコキシル基、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、アミド基、スルホニル基、水酸基若しくはカルボキシル基を有する炭素数1〜10の炭化水素基、R’’’は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基を表し、m’+n’=4、m’≧0、n’≧1である。)
R ″ m′Si (OR ′ ″) n ′ General formula (2)
(In general formula (2), R ″ may be the same or different, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxyl group, vinyl group, acryloyl group, methacryloyl group, epoxy group, amide group, sulfonyl group, hydroxyl group. Alternatively, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having a carboxyl group, R ′ ″ may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m ′ + n ′ = 4, m ′ ≧ 0, n '≧ 1.)

前記本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性組成物、並びに、前記本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板、及び前記本発明に係る体積型ホログラム記録体におけるホログラム記録層においては、更に、熱可塑性樹脂を含むことが、反応時モノマーの拡散移動を促進させ、得られたホログラムの屈折率差を向上する点から好ましい。   In the photosensitive composition for volume hologram recording according to the present invention, the photosensitive substrate for volume hologram recording according to the present invention, and the hologram recording layer in the volume hologram recording body according to the present invention, It is preferable that a thermoplastic resin is contained from the viewpoint of promoting the diffusion movement of the monomer during the reaction and improving the refractive index difference of the obtained hologram.

前記本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性組成物、並びに、前記本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板、及び前記本発明に係る体積型ホログラム記録体におけるホログラム記録層においては、前記屈折率が1.54以上の光重合性化合物の含有量が光重合性化合物全量に対して20質量%以上であり、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量と光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量の合計が光重合性化合物全量に対して80質量%以上であり、且つ、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量と光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量との比が1:10〜10:1であることが、耐熱性に優れ、屈折率差を向上でき、表面形状が良好になり、且つ、面内での回折効率のばらつきがより低減される点から好ましい。   In the photosensitive composition for volume hologram recording according to the present invention, the photosensitive substrate for volume hologram recording according to the present invention, and the hologram recording layer in the volume hologram recording body according to the present invention, The content of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more is 20% by mass or more based on the total amount of the photopolymerizable compound, and the refractive index having one photopolymerizable group in the molecule is 1.48 or more. The total content of the photopolymerizable compound and the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more having two or more photopolymerizable groups in the molecule is 80% by mass or more based on the total amount of the photopolymerizable compound. The content of the photopolymerizable compound having one photopolymerizable group in the molecule and a refractive index of 1.48 or more and the refractive index having two or more photopolymerizable groups in the molecule are 1.48. The ratio to the content of the above photopolymerizable compound is 1 10 to 10: it is a 1, is excellent in heat resistance, can improve refractive index difference, the surface shape becomes favorable, and, from the viewpoint of dispersion of the diffraction efficiency in the plane is further reduced.

本発明によれば、金属を含まずに、耐熱性に優れ、屈折率差を向上できる体積型ホログラム記録用感光性組成物、耐熱性に優れ、薄層化が可能な体積型ホログラム記録用感光性基板、及び、耐熱性に優れ、光学素子用途に好適に適用することが可能な体積型ホログラム記録体を提供することができる。   According to the present invention, a photosensitive composition for volume hologram recording that does not contain a metal, has excellent heat resistance and can improve the difference in refractive index, and has excellent heat resistance and can be thinned. And a volume hologram recording body that is excellent in heat resistance and can be suitably applied to optical element applications.

図1は、本発明の体積型ホログラム記録用感光性基板の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a photosensitive substrate for volume hologram recording of the present invention. 図2は、本発明の体積型ホログラム記録体の一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of the volume hologram recording body of the present invention.

以下、本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性組成物、本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板、及び、本発明に係る体積型ホログラム記録体について、順に説明する。
なお、本発明において、(メタ)アクリレートとは、メタアクリレート及び/又はアクリレートを表し、(メタ)アクリロイルとは、メタアクリロイル及び/又はアクリロイルを表す。
また、本発明において、三官能性シロキサン単位とは、ポリシロキサン構造内において、ケイ素原子が3つの酸素原子と結合しているものをいう。
ポリシロキサン構造内において、ケイ素原子が1つの酸素原子と結合しているものを一官能性シロキサン単位、ケイ素原子が2つの酸素原子と結合しているものを二官能性シロキサン単位、ケイ素原子が4つの酸素原子と結合しているものを四官能性シロキサン単位とそれぞれ称する。
また、本発明において、光重合性化合物の屈折率は、アッベ屈折率計を用いて測定することができる。20℃〜25℃の範囲で屈折率が1.54以上であれば、本発明の屈折率が1.54以上の光重合性化合物として用いることができる。
Hereinafter, the photosensitive composition for volume hologram recording according to the present invention, the photosensitive substrate for volume hologram recording according to the present invention, and the volume hologram recording body according to the present invention will be described in order.
In the present invention, (meth) acrylate represents methacrylate and / or acrylate, and (meth) acryloyl represents methacryloyl and / or acryloyl.
In the present invention, the trifunctional siloxane unit refers to a unit in which a silicon atom is bonded to three oxygen atoms in a polysiloxane structure.
In the polysiloxane structure, a monofunctional siloxane unit in which a silicon atom is bonded to one oxygen atom, a bifunctional siloxane unit in which a silicon atom is bonded to two oxygen atoms, and 4 silicon atoms Those bonded to two oxygen atoms are referred to as tetrafunctional siloxane units, respectively.
In the present invention, the refractive index of the photopolymerizable compound can be measured using an Abbe refractometer. If the refractive index is 1.54 or more in the range of 20 ° C. to 25 ° C., it can be used as a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more.

[体積型ホログラム記録用感光性組成物]
本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性組成物は、主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有することを特徴とする。
[Photosensitive composition for volume hologram recording]
The photosensitive composition for volume hologram recording according to the present invention has a main chain of an organic polymer, a polysiloxane structure in at least one of a side chain and a terminal of the organic polymer, and a trifunctional siloxane unit. It contains an organic-inorganic hybrid polymer containing 10 mol% or more with respect to all siloxane units, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator.

本発明においては、上記特定の有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを組み合わせて用いることにより、金属元素を含まなくても、耐熱性に優れ、屈折率差を向上できる。
体積型ホログラム記録体が、金属元素を含まない場合には、光による誘電率の変化の問題が生じないため、特に光学素子用途に好適に用いることができる。
また、屈折率差を向上することにより、体積ホログラムを薄膜化することが可能となり、光学素子用途に好適に用いることができる。
In the present invention, by using a combination of the specific organic-inorganic hybrid polymer, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator, heat resistance can be obtained even without containing a metal element. Excellent in refractive index and can improve the refractive index difference.
In the case where the volume hologram recording body does not contain a metal element, the problem of change in dielectric constant due to light does not occur, so that the volume hologram recording body can be suitably used particularly for an optical element.
Further, by improving the refractive index difference, it is possible to make the volume hologram into a thin film, which can be suitably used for optical element applications.

上記特定の組み合わせにより、上記のような効果を発揮する作用としては以下のように推定される。
Si−O結合エネルギーは444kJ/molであって、C−C結合エネルギー(356kJ/mol)やC−O結合エネルギー(339kJ/mol)に比べ安定しており、更にSi−O結合は、約50%がイオン結合性を有するのでエネルギー的に安定している。そのため、ポリシロキサン構造を有する場合は、耐熱性や耐候性が向上する。また、ポリシロキサン構造が系中に含まれることによって、シロキサン結合に比べ比較的熱に弱いC=O結合やC−C結合がポリシロキサン構造に取り囲まれ、加熱による黄変〜黒化の変色を抑えることが出来ると推定される。
本発明において用いられる有機−無機ハイブリッドポリマーのポリシロキサン構造は、中でも、三官能性シロキサン単位が特定量含まれるため、ポリシロキサンが三次元網目状構造を形成することにより、耐熱性、耐光性、耐候性、及び硬度が向上する。そのため、記録後のホログラムが熱や衝撃により変動し難くなり、ホログラムの耐久性が高くなる。
また、主鎖が有機重合体であることにより、無機バインダーのみを用いた場合と比較して、ホログラム記録層が柔軟性を有し、脆さの問題が解消される。また、上記有機−無機ハイブリッドポリマーは、主鎖が有機重合体であり、側鎖や末端にポリシロキサン構造を有する、グラフト乃至ブロック様のポリマーを構成しているため、有機重合体と、ポリシロキサン構造のそれぞれがある程度ドメインを形成可能である。そのため、有機−無機がランダムに重合した重合体と比較して、有機重合体と、ポリシロキサン構造のそれぞれの機能を発現することができ、有機重合体の柔軟性と、三官能性シロキサン単位が特定量含まれるポリシロキサン構造の耐熱性及び硬度とを併せ持つことが可能になる。
また、本発明においては、上記特定の有機−無機ハイブリッドポリマーに、屈折率が1.54以上の光重合性化合物を組み合わせて用いる。上記特定の有機−無機ハイブリッドポリマーはケイ素原子を含むことにより低屈折率になるため、屈折率が1.54以上の高屈折率光重合性化合物を用いると、屈折率差を大きくすることができる。
By the above specific combination, it is estimated as follows as an effect | action which exhibits the above effects.
The Si—O bond energy is 444 kJ / mol, which is more stable than the C—C bond energy (356 kJ / mol) and the C—O bond energy (339 kJ / mol), and the Si—O bond is about 50 % Is energetically stable because it has ionic bonding. Therefore, when it has a polysiloxane structure, heat resistance and weather resistance are improved. In addition, since the polysiloxane structure is included in the system, the C═O bond and the C—C bond, which are relatively weak against heat as compared with the siloxane bond, are surrounded by the polysiloxane structure, and yellowing to blackening due to heating is changed. It is estimated that it can be suppressed.
The polysiloxane structure of the organic-inorganic hybrid polymer used in the present invention includes, among other things, a specific amount of trifunctional siloxane units. Therefore, when the polysiloxane forms a three-dimensional network structure, heat resistance, light resistance, Weather resistance and hardness are improved. Therefore, the hologram after recording becomes difficult to fluctuate due to heat and impact, and the durability of the hologram increases.
Further, since the main chain is an organic polymer, the hologram recording layer has flexibility as compared with the case where only the inorganic binder is used, and the brittleness problem is solved. The organic-inorganic hybrid polymer is a graft or block-like polymer having a main chain of an organic polymer and a polysiloxane structure at the side chain or terminal. Each of the structures can form a domain to some extent. Therefore, compared with a polymer in which organic-inorganic polymer is randomly polymerized, the functions of the organic polymer and the polysiloxane structure can be expressed. The flexibility of the organic polymer and the trifunctional siloxane unit are It becomes possible to have both the heat resistance and hardness of the polysiloxane structure contained in a specific amount.
In the present invention, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more is used in combination with the specific organic-inorganic hybrid polymer. Since the specific organic-inorganic hybrid polymer has a low refractive index when it contains a silicon atom, the refractive index difference can be increased by using a high refractive index photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more. .

本発明の体積型ホログラム記録用感光性組成物は、少なくとも、有機−無機ハイブリッドポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有するものであり、本発明の効果が損なわれない限り、必要に応じて他の成分を含有してもよいものである。
以下、このような本発明の体積型ホログラム記録用感光性組成物の各成分について順に詳細に説明する。
The photosensitive composition for volume hologram recording of the present invention contains at least an organic-inorganic hybrid polymer, a photopolymerizable compound, and a photopolymerization initiator, as long as the effects of the present invention are not impaired. If necessary, other components may be contained.
Hereinafter, each component of the photosensitive composition for volume hologram recording of the present invention will be described in detail in order.

<有機−無機ハイブリッドポリマー>
本発明において用いられる有機−無機ハイブリッドポリマーは、主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む、有機−無機ハイブリッドポリマーである。
上記有機−無機ハイブリッドポリマーは、ポリシロキサン構造において、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含むことにより、耐熱性、耐光性、耐候性に優れ、機械強度にも優れる。
また、ポリシロキサン構造のうち、親水性部分は基材と結合し、疎水性部分がホログラム記録層表面付近に分布する傾向があるため、剥離可能な保護フィルムとの離型性が向上する傾向がある。有機重合体とポリシロキサン構造の比率を適宜調整することにより、離型処理を用いることなく、剥離可能に軟接着することが可能である。
更に、有機−無機ハイブリッドポリマーとすることにより、相溶性の問題がなく、体積型ホログラム記録用感光性組成物の均一性が優れるものとなる。
<Organic-inorganic hybrid polymer>
The organic-inorganic hybrid polymer used in the present invention has a main chain of an organic polymer, a polysiloxane structure in at least one of a side chain and a terminal of the organic polymer, and trifunctional siloxane units as all siloxane units. It is an organic-inorganic hybrid polymer containing 10 mol% or more based on the above.
The organic-inorganic hybrid polymer is excellent in heat resistance, light resistance, weather resistance, and mechanical strength by containing 10 mol% or more of trifunctional siloxane units with respect to all siloxane units in the polysiloxane structure.
Also, in the polysiloxane structure, the hydrophilic part is bonded to the base material, and the hydrophobic part tends to be distributed near the surface of the hologram recording layer, so that the releasability from the peelable protective film tends to be improved. is there. By appropriately adjusting the ratio between the organic polymer and the polysiloxane structure, it is possible to perform soft adhesion in a peelable manner without using a release treatment.
Furthermore, by using an organic-inorganic hybrid polymer, there is no compatibility problem, and the uniformity of the photosensitive composition for volume hologram recording is excellent.

(有機重合体)
上記有機−無機ハイブリッドポリマーの主鎖は有機重合体である。当該有機重合体は、本発明の効果を損なわない範囲で、従来公知のモノマーを適宜組み合わせて重合させることにより得ることができる。当該有機重合体の主鎖部分としては、エチレン性不飽和二重結合を付加重合して得られる付加系重合体が好適に用いられる。本発明においては、エチレン性不飽和二重結合を有する有機モノマーと、エチレン性不飽和結合を有する有機ケイ素化合物とを組み合わせて用いることが好ましい。エチレン性不飽和結合を有する有機ケイ素化合物を用いることにより、前記有機重合体の側鎖乃至末端に後述するポリシロキサン構造を導入することができる。或いは、有機重合体の側鎖又は末端に、水酸基等、有機ケイ素化合物と反応可能な反応性官能基を導入しておき、当該反応性官能基と有機ケイ素化合物とを反応させて有機ケイ素化合物を重合体に導入しても良い。当該有機ケイ素化合物により、所望の箇所にポリシロキサン構造を導入することができる。
(Organic polymer)
The main chain of the organic-inorganic hybrid polymer is an organic polymer. The said organic polymer can be obtained by superposing | polymerizing combining a conventionally well-known monomer suitably in the range which does not impair the effect of this invention. As the main chain portion of the organic polymer, an addition polymer obtained by addition polymerization of an ethylenically unsaturated double bond is preferably used. In the present invention, it is preferable to use a combination of an organic monomer having an ethylenically unsaturated bond and an organosilicon compound having an ethylenically unsaturated bond. By using an organosilicon compound having an ethylenically unsaturated bond, a polysiloxane structure described later can be introduced into the side chain or terminal of the organic polymer. Alternatively, a reactive functional group capable of reacting with an organic silicon compound such as a hydroxyl group is introduced into the side chain or terminal of the organic polymer, and the reactive functional group and the organic silicon compound are reacted to form an organic silicon compound. You may introduce | transduce into a polymer. With the organosilicon compound, a polysiloxane structure can be introduced at a desired location.

エチレン性不飽和二重結合を有する有機モノマーとしては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等を有する有機モノマーが挙げられる。
エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーの具体例としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルシクロヘキサン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーは、1種単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。
Examples of the organic monomer having an ethylenically unsaturated double bond include organic monomers having an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group, an allyl group, and the like.
Specific examples of the monomer having an ethylenically unsaturated double bond include, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, cyclohexyl metallate, benzyl (meth) acrylate, and phenyl (meth) acrylate. , Isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, styrene, α-methylstyrene, vinylcyclohexane and the like, but are not limited thereto.
The monomer which has an ethylenically unsaturated double bond can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

上記、エチレン性不飽和結合を有する有機ケイ素化合物としては、下記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物が好ましい。   The organosilicon compound having an ethylenically unsaturated bond is preferably an organosilicon compound represented by the following general formula (1).

RmSi(OR’)n 一般式(1)
(一般式(1)において、Rは同一でも異なってもよく炭素数1〜10のエチレン性二重結合含有基、R’は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基を表し、m+n=4、m≧1、n≧1である。)
RmSi (OR ′) n General formula (1)
(In the general formula (1), R may be the same or different, and may be an ethylenic double bond-containing group having 1 to 10 carbon atoms, R ′ may be the same or different and represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m + n = 4, m ≧ 1, and n ≧ 1.)

上記エチレン性不飽和結合含有基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等が挙げられる。
一般式(1)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、各種のビニルアルコキシシラン、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリアリルオキシシラン、ビニルテトラエトキシシラン、ビニルテトラメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
有機ケイ素化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
As said ethylenically unsaturated bond containing group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group, an allyl group etc. are mentioned, for example.
Specific examples of the organosilicon compound represented by the general formula (1) include various vinyl alkoxysilanes such as vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltributoxysilane, vinyltriallyloxysilane, and vinyltetraethoxy. Examples include, but are not limited to, silane, vinyltetramethoxysilane, acryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, and the like.
An organosilicon compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

エチレン性不飽和二重結合を有する有機モノマーと、エチレン性不飽和結合を有する有機ケイ素化合物とを共重合させてなる共重合体は、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。   A copolymer obtained by copolymerizing an organic monomer having an ethylenically unsaturated bond and an organosilicon compound having an ethylenically unsaturated bond may be a random copolymer or a block copolymer. May be.

また、エチレン性不飽和二重結合を有する有機モノマーと、エチレン性不飽和結合を有する有機ケイ素化合物とを共重合させてなる共重合体における、有機モノマーと有機ケイ素化合物との含有比は、導入したいポリシロキサン構造の量に応じて、適宜選択すればよい。   In addition, the content ratio of the organic monomer to the organosilicon compound in the copolymer obtained by copolymerizing an organic monomer having an ethylenically unsaturated bond and an organosilicon compound having an ethylenically unsaturated bond is introduced. What is necessary is just to select suitably according to the quantity of the polysiloxane structure to want.

(ポリシロキサン構造)
本発明の有機−無機ハイブリッドポリマーにおけるポリシロキサン構造は、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む。有機−無機ハイブリッドポリマーにおける三官能性シロキサン単位の全シロキサン単位に対する割合は、29Si−NMRによって測定することができる。
ポリシロキサン構造において、オイル状である二官能性シロキサン単位のみを含む場合には、系が流動しやすく、加熱により回折効率ピークが低波長側にシフトする。特に200℃以上の高温試験下にて顕著である。これに対して、ポリシロキサン構造に三官能性シロキサン単位が入ると、三次元網目状の構造が、自由度の高いオイル状構造と比べて剛直であるため系は動きにくくなる。三官能性シロキサン単位が多いほど剛直性が増すと考えられ、結果として回折効率ピークの波長シフトが抑えられる。三官能性シロキサン単位を含むことによる耐熱性向上の効果は、全シロキサン単位に対して10モル%程含む場合から確認でき、50%モル以上では250℃以上の高温試験に耐えうる耐久性を獲得する。
(Polysiloxane structure)
The polysiloxane structure in the organic-inorganic hybrid polymer of the present invention contains at least 10 mol% of trifunctional siloxane units based on the total siloxane units. The ratio of trifunctional siloxane units to total siloxane units in the organic-inorganic hybrid polymer can be measured by 29 Si-NMR.
When the polysiloxane structure contains only an oily bifunctional siloxane unit, the system tends to flow, and the diffraction efficiency peak shifts to the lower wavelength side by heating. This is particularly noticeable under a high temperature test of 200 ° C. or higher. On the other hand, when a trifunctional siloxane unit is included in the polysiloxane structure, the three-dimensional network structure is more rigid than the oil-like structure having a high degree of freedom, so that the system is difficult to move. It is believed that the more trifunctional siloxane units, the greater the rigidity, and as a result, the wavelength shift of the diffraction efficiency peak is suppressed. The effect of improving heat resistance due to the inclusion of trifunctional siloxane units can be confirmed from the case of containing about 10 mol% with respect to all siloxane units, and at 50% mol or more, durability that can withstand a high temperature test of 250 ° C. or more is obtained. To do.

ポリシロキサン構造の中に含まれる三官能性シロキサン単位は、上記有機重合体の重合時のエチレン性不飽和結合を有する有機ケイ素化合物として、トリアルコキシシランを用いた場合に導入された量で充分な場合もあるが、更に側鎖や末端のポリシロキサン中に含まれることが好ましい。
ポリシロキサン構造の中には、三官能性シロキサン単位の他、一官能性シロキサン単位、二官能性シロキサン単位、四官能性シロキサン単位を含んでいても良い。
The amount of the trifunctional siloxane unit contained in the polysiloxane structure is sufficient when the trialkoxysilane is used as the organosilicon compound having an ethylenically unsaturated bond at the time of polymerization of the organic polymer. In some cases, it is preferably contained in the side chain or terminal polysiloxane.
The polysiloxane structure may contain a monofunctional siloxane unit, a bifunctional siloxane unit, and a tetrafunctional siloxane unit in addition to the trifunctional siloxane unit.

ポリシロキサン構造は、耐熱性向上の点から、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含むが、全シロキサン単位に対して30モル%以上であることが更に好ましく、50モル%以上であることがより更に好ましい。一方、ポリシロキサン構造は、体積型ホログラム記録用感光性樹脂組成物中の光重合性化合物の移動性の点からは、三官能性シロキサン単位が全シロキサン単位に対して90モル%以下含まれることが好ましい。
また、ポリシロキサン構造は、体積型ホログラム記録用感光性樹脂組成物中の光重合性化合物の移動性の点から、二官能性シロキサン単位が全シロキサン単位に対して10モル%以上含まれることが好ましく、耐熱性向上の点からは二官能性シロキサン単位が全シロキサン単位に対して90モル%以下であることが好ましく、全シロキサン単位に対して70モル%以下であることが更に好ましく、50モル%以下であることがより更に好ましい。
一方、一官能性シロキサン単位は、ポリシロキサン構造の末端を形成することができることから、モノアルコキシシランの含有量を適宜調整することにより、ポリシロキサン構造の平均分子量を制御することができる。
From the viewpoint of improving heat resistance, the polysiloxane structure contains 10% by mole or more of trifunctional siloxane units with respect to all siloxane units, more preferably 30% by mole or more with respect to all siloxane units. % Or more is even more preferable. On the other hand, the polysiloxane structure contains 90 mol% or less of trifunctional siloxane units with respect to the total siloxane units from the viewpoint of the mobility of the photopolymerizable compound in the photosensitive resin composition for volume hologram recording. Is preferred.
The polysiloxane structure may contain 10 mol% or more of bifunctional siloxane units based on the total siloxane units from the viewpoint of the mobility of the photopolymerizable compound in the photosensitive resin composition for volume hologram recording. Preferably, from the viewpoint of improving heat resistance, the bifunctional siloxane unit is preferably 90 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, and more preferably 50 mol% based on the total siloxane units. % Or less is even more preferable.
On the other hand, since the monofunctional siloxane unit can form the terminal of the polysiloxane structure, the average molecular weight of the polysiloxane structure can be controlled by appropriately adjusting the content of the monoalkoxysilane.

上記ポリシロキサン構造は、上述の有機重合体の有機ケイ素化合物部分と、各種アルコキシシラン等の有機ケイ素化合物との、加水分解重縮合物であることが好ましい。有機ケイ素化合物は1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
加水分解重縮合を行うことが可能な、好ましい有機ケイ素化合物としては、下記一般式(2)で表される化合物が挙げられる。
R”m’Si(OR’’’)n’ 一般式(2)
(一般式(2)において、R”は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基、又は、アルコキシル基、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、アミド基、スルホニル基、水酸基若しくはカルボキシル基を有する炭素数1〜10の炭化水素基、R’’’は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基を表し、m’+n’=4、m’≧0、n’≧1である。)
The polysiloxane structure is preferably a hydrolysis polycondensation product of an organosilicon compound portion of the above-described organic polymer and an organosilicon compound such as various alkoxysilanes. An organosilicon compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
As a preferable organosilicon compound capable of performing hydrolytic polycondensation, a compound represented by the following general formula (2) can be given.
R ″ m′Si (OR ′ ″) n ′ General formula (2)
(In general formula (2), R ″ may be the same or different, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxyl group, vinyl group, acryloyl group, methacryloyl group, epoxy group, amide group, sulfonyl group, hydroxyl group. Alternatively, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having a carboxyl group, R ′ ″ may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m ′ + n ′ = 4, m ′ ≧ 0, n '≧ 1.)

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−iso−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−tert−ブトキシシラン、テトラペンタエトキシシラン、テトラペンタ−iso−プロポキシシラン、テトラペンタ−n−プロポキシシラン、テトラペンタ−n−ブトキシシラン、テトラペンタ−sec−ブトキシシラン、テトラペンタ−tert−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、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジメチルブトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、β−(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、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   For example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, tetrapentaethoxysilane, Tetrapenta-iso-propoxysilane, tetrapenta-n-propoxysilane, tetrapenta-n-butoxysilane, tetrapenta-sec-butoxysilane, tetrapenta-tert-butoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, Methyltributoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethylmethoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethylpropoxysilane, dimethyl Toxisilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ- (methacryloxypropyl) trimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethylamino) Propyl) trimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ Chloropropyltrimethoxysilane, and the like, but not limited thereto.

本発明においては、ポリシロキサン構造内に三官能性シロキサン単位が所定量以上含まれるため、トリアルコキシシラン等の三官能性シロキサン単位を誘導可能な有機ケイ素化合物が用いられることが好ましい。トリアルコキシシラン等の三官能性シロキサン単位を誘導可能な有機ケイ素化合物としては、従来公知のものの中から、適宜選択して用いることができる。中でも、耐熱性及び耐久性に優れ、屈折率差を向上できる点から、上記一般式(2)において、n=3(m=1)とした構造を有するものが好ましい。   In the present invention, since a predetermined amount or more of trifunctional siloxane units are contained in the polysiloxane structure, it is preferable to use an organosilicon compound capable of deriving trifunctional siloxane units such as trialkoxysilane. As an organosilicon compound capable of deriving a trifunctional siloxane unit such as trialkoxysilane, it can be appropriately selected from conventionally known compounds. Among them, those having a structure in which n = 3 (m = 1) in the general formula (2) are preferable because they are excellent in heat resistance and durability and can improve the refractive index difference.

本発明に用いられる有機−無機ハイブリッドポリマーは、例えば、まず、前記エチレン性不飽和二重結合を有する有機モノマーと、前記エチレン性不飽和結合を有する有機ケイ素化合物とを共重合させることにより有機重合体を形成し、当該有機重合体と、前記有機ケイ素化合物とを混合して、加水分解重縮合させることによって、得ることができる。
中でも、本発明に用いられる有機−無機ハイブリッドポリマーは、主鎖構成成分として少なくとも下記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物とエチレン性不飽和二重結合を有する有機モノマーとを共重合させてなる共重合体と、下記一般式(2)で表される有機ケイ素化合物との加水分解重縮合物を含有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーであることが、耐熱性に優れる点から好ましい。
RmSi(OR’)n 一般式(1)
(一般式(1)において、Rは同一でも異なってもよく炭素数1〜10のエチレン性二重結合含有基、R’は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基を表し、m+n=4、m≧1、n≧1である。)
R”m’Si(OR’’’)n’ 一般式(2)
(一般式(2)において、R”は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基、又は、アルコキシル基、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、アミド基、スルホニル基、水酸基若しくはカルボキシル基を有する炭素数1〜10の炭化水素基、R’’’は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基を表し、m’+n’=4、m’≧0、n’≧1である。)
The organic-inorganic hybrid polymer used in the present invention is, for example, an organic polymer by first copolymerizing the organic monomer having the ethylenically unsaturated double bond and the organosilicon compound having the ethylenically unsaturated bond. It can be obtained by forming a coalescence, mixing the organic polymer and the organosilicon compound, and hydrolytic polycondensation.
Among them, the organic-inorganic hybrid polymer used in the present invention is a copolymer of at least an organosilicon compound represented by the following general formula (1) as a main chain component and an organic monomer having an ethylenically unsaturated double bond. An organic-containing polycondensation product of a copolymer of the above and an organosilicon compound represented by the following general formula (2) and containing 10 mol% or more of trifunctional siloxane units based on the total siloxane units An inorganic hybrid polymer is preferable from the viewpoint of excellent heat resistance.
RmSi (OR ′) n General formula (1)
(In the general formula (1), R may be the same or different, and may be an ethylenic double bond-containing group having 1 to 10 carbon atoms, R ′ may be the same or different and represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m + n = 4, m ≧ 1, and n ≧ 1.)
R ″ m′Si (OR ′ ″) n ′ General formula (2)
(In general formula (2), R ″ may be the same or different, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxyl group, vinyl group, acryloyl group, methacryloyl group, epoxy group, amide group, sulfonyl group, hydroxyl group. Alternatively, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having a carboxyl group, R ′ ″ may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m ′ + n ′ = 4, m ′ ≧ 0, n '≧ 1.)

本発明に用いられる有機−無機ハイブリッドポリマーの質量平均分子量は、10000以上であることが好ましく、更に20000以上であることがより好ましい。
ここでの質量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算値である。
The mass average molecular weight of the organic-inorganic hybrid polymer used in the present invention is preferably 10,000 or more, and more preferably 20,000 or more.
The mass average molecular weight here is a polystyrene conversion value by GPC (gel permeation chromatography).

有機−無機ハイブリッドポリマー全体に対する、ケイ素原子含有量は、5〜40質量%であることが好ましく、10〜37質量%であることがより好ましい。ケイ素原子含有量が上記下限値以上であれば耐熱性、耐光性、耐候性は充分に発現し、ハイブリッドポリマーの屈折率が十分に低いものとなる。一方上記上限値未満であれば、後述する基材への密着性の低下の問題が生じない。
なお、ここでのケイ素原子含有量は、ICP(誘導結合高周波プラズマ)質量分析、TG−DTA(示差熱−熱重量同時測定)、又はDSC(示差走査熱量測定)により測定することができる。
The silicon atom content relative to the whole organic-inorganic hybrid polymer is preferably 5 to 40% by mass, and more preferably 10 to 37% by mass. When the silicon atom content is at least the above lower limit, the heat resistance, light resistance and weather resistance are sufficiently exhibited, and the refractive index of the hybrid polymer is sufficiently low. On the other hand, if it is less than the said upper limit, the problem of the adhesive fall to the base material mentioned later does not arise.
Here, the silicon atom content can be measured by ICP (inductively coupled radio frequency plasma) mass spectrometry, TG-DTA (differential thermal-thermogravimetric measurement), or DSC (differential scanning calorimetry).

有機−無機ハイブリッドポリマーの屈折率は、少なくとも1.54より低いものであり、中でも、1.50以下であることが好ましく、1.47以下であることがより好ましい。当該有機−無機ハイブリッドポリマーは、有機重合体も、シロキサン構造も通常、屈折率が1.54未満である。より屈折率の低いシロキサン構造の含有割合を高めることにより、更に屈折率を低下させることができる。また、用いるモノマーの構造によっても屈折率を制御することができる。後述する光重合性化合物との屈折率差を大きくすることによって、所望の回折効率がより薄膜の状態で得られることになる。薄膜にすると、それだけホログラム記録層全体の色素量を下げることができるというメリットがある。ホログラムに残存する増感色素は、特定の波長の光を吸収し、副反応や発熱等の悪影響を及ぼす恐れがあるが、薄膜化すると、この現象の回避、また単純にコストの削減にもつながる。体積ホログラム記録層を薄膜化することが可能となる。   The refractive index of the organic-inorganic hybrid polymer is at least lower than 1.54, and is preferably 1.50 or less, and more preferably 1.47 or less. The organic-inorganic hybrid polymer generally has a refractive index of less than 1.54 for both the organic polymer and the siloxane structure. By increasing the content of the siloxane structure having a lower refractive index, the refractive index can be further reduced. Further, the refractive index can be controlled by the structure of the monomer used. By increasing the difference in refractive index from the photopolymerizable compound described later, the desired diffraction efficiency can be obtained in a thinner state. A thin film has the advantage that the amount of dye in the entire hologram recording layer can be reduced accordingly. The sensitizing dye remaining in the hologram absorbs light of a specific wavelength and may have adverse effects such as side reactions and heat generation. However, if the film is made thinner, this phenomenon can be avoided and the cost can be simply reduced. . The volume hologram recording layer can be made thin.

有機−無機ハイブリッドポリマーは、体積型ホログラム記録用感光性組成物の全固形分に対して5〜89.5質量%とすることが好ましく、中でも10〜60質量%とすることが好ましい。   The organic-inorganic hybrid polymer is preferably 5 to 89.5% by mass, more preferably 10 to 60% by mass, based on the total solid content of the photosensitive composition for volume hologram recording.

<光重合性化合物>
本発明の体積型ホログラム記録用感光性樹脂組成物においては、屈折率が1.54以上の光重合性化合物を必須成分として含有する。
<Photopolymerizable compound>
The photosensitive resin composition for volume hologram recording of the present invention contains a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more as an essential component.

光重合性化合物における光重合性基は、公知のものを適宜選択すればよい。中でも、エチレン性不飽和二重結合を有する基であることが好ましく、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等が挙げられる。屈折率が1.54以上の光重合性化合物は、光重合性基を分子内に1つ有するものであっても良いし、2つ以上有するものであっても良い。
光重合性化合物は、所謂モノマーであり、分子量は通常2000以下である。
What is necessary is just to select a well-known thing suitably for the photopolymerizable group in a photopolymerizable compound. Among these, a group having an ethylenically unsaturated double bond is preferable, and examples thereof include an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group, and an allyl group. The photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more may have one photopolymerizable group in the molecule, or may have two or more.
The photopolymerizable compound is a so-called monomer, and its molecular weight is usually 2000 or less.

屈折率が1.54以上となる光重合性化合物としては、例えば、エチレン性不飽和二重結合を有し、フッ素以外のハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、硫黄原子、及び芳香環よりなる群から選択される1種以上を有する化合物の中から選択して用いることができる。
中でも、エチレン性不飽和二重結合を有し、1つの炭素原子又は窒素原子に2つ以上の芳香環が直接結合している下記一般式(4)、又は下記一般式(5)で表される化合物であることが、高い屈折率を有し、且つ安定性が高い点から好ましい。すなわち、ハロゲン原子を含む化合物の場合には、加熱時に周辺のアルキル基と脱ハロゲン化水素反応を起こして二重結合を再生するといった副反応を起こしやすい恐れがあり、硫黄原子を含む化合物の場合には、金型の劣化を促進したり、光劣化で着色する恐れがあるが、下記一般式(4)、又は下記一般式(5)で表される化合物の場合には、このような副反応や劣化の恐れがなく安定性が高い。
Examples of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more include an ethylenically unsaturated double bond, a halogen atom other than fluorine (a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.), a sulfur atom, and It can be selected from compounds having one or more selected from the group consisting of aromatic rings.
Among them, it is represented by the following general formula (4) or the following general formula (5), which has an ethylenically unsaturated double bond and two or more aromatic rings are directly bonded to one carbon atom or nitrogen atom. A compound having a high refractive index and high stability is preferable. In other words, in the case of a compound containing a halogen atom, there is a risk of causing a side reaction such as regenerating a double bond by causing a dehydrohalogenation reaction with a peripheral alkyl group during heating. However, in the case of a compound represented by the following general formula (4) or the following general formula (5), there is a risk of accelerating the deterioration of the mold or coloring due to light deterioration. High stability without fear of reaction or deterioration.

Figure 2014026116
(一般式(4)及び一般式(5)中、Ar、Ar、Ar、及びArは、芳香族基を表し、R、R、及びRは、ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基を表す。ArとAr、ArとArが炭素鎖を介して互いに結合していてもよい。上記芳香族基及び上記炭化水素基は、置換基を有していてもよい。)
Figure 2014026116
(In General Formula (4) and General Formula (5), Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , and Ar 4 represent an aromatic group, and R 1 , R 2 , and R 3 have a hetero atom. Ar 1 and Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 may be bonded to each other via a carbon chain, and the aromatic group and the hydrocarbon group have a substituent. You may do it.)

上記Ar〜Arにおける芳香族基としては、炭素環からなる芳香族炭化水素基の他、芳香族複素環基であってもよい。芳香族炭化水素基における芳香族炭化水素としては、ベンゼン環の他、ナフタレン環、インデン環、アントラセン環、フェナントレン環等の縮合多環芳香族炭化水素や、単結合で結合されたビフェニル等が挙げられる。また、複素環基における複素環としては、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール等の5員複素環;ピラン、ピロン、ピリジン、ピロン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン等の6員複素環;ベンゾフラン、チオナフテン、インドール、カルバゾール、クマリン、ベンゾ−ピロン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン等の縮合多環式複素環が挙げられる。これらの芳香族基は置換基を有していてもよい。
芳香族基が有していてもよい置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、ハロゲン原子等の他、エチレン性不飽和二重結合を有する基が挙げられる。
The aromatic group in Ar 1 to Ar 4 may be an aromatic hydrocarbon group other than an aromatic hydrocarbon group composed of a carbocyclic ring. Examples of the aromatic hydrocarbon in the aromatic hydrocarbon group include condensed polycyclic aromatic hydrocarbons such as naphthalene ring, indene ring, anthracene ring and phenanthrene ring, biphenyl bonded by a single bond, in addition to the benzene ring. It is done. The heterocyclic ring in the heterocyclic group includes 5-membered heterocycles such as furan, thiophene, pyrrole, oxazole, thiazole, imidazole, and pyrazole; 6-membered heterocycles such as pyran, pyrone, pyridine, pyrone, pyridazine, pyrimidine, and pyrazine. And condensed polycyclic heterocycles such as benzofuran, thionaphthene, indole, carbazole, coumarin, benzo-pyrone, quinoline, isoquinoline, acridine, phthalazine, quinazoline, quinoxaline and the like. These aromatic groups may have a substituent.
Examples of the substituent that the aromatic group may have include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, and the like, and a group having an ethylenically unsaturated double bond.

ArとAr、ArとArが炭素鎖を介して互いに結合していてもよく、例えば、フルオレン環やカルバゾール環を形成していても良い。 Ar 1 and Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 may be bonded to each other via a carbon chain. For example, a fluorene ring or a carbazole ring may be formed.

〜Rにおける炭化水素基は、特に限定されず、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、及びこれらの組み合わせ等が挙げられ、ヘテロ原子を有していてもよく、エチレン性不飽和二重結合を有してもよい。また、炭化水素基は、更に置換基を有していてもよい。 The hydrocarbon group in R 1 to R 3 is not particularly limited, and examples thereof include an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a combination thereof. It may have a saturated double bond. Further, the hydrocarbon group may further have a substituent.

光重合性化合物であるため、光重合性基が必ず含まれるが、一般式(4)及び一般式(5)においては、ArとAr、ArとArの芳香族基が光重合性基を有していても良いし、R〜Rにおける炭化水素基が光重合性基を有していても良い。 Since it is a photopolymerizable compound, it always contains a photopolymerizable group. In the general formulas (4) and (5), the aromatic groups Ar 1 and Ar 2 and Ar 3 and Ar 4 are photopolymerized. The hydrocarbon group in R < 1 > -R < 3 > may have a photopolymerizable group.

屈折率が1.54以上の光重合性化合物としては、例えば、ハロゲンを含むものであれば、ペンタブロモフェニルアクリレート、ペンタブロモフェニルメタクリレートなどが挙げられる。ハロゲンを含まないものとしてはビスフェノールA誘導体、ビスフェノールF誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体から選択されることが好ましい。具体例としては、例えば、N−ビニルカルバゾール、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、エトキシ化フェニルフェノールアクリレート、エトキシ化(3)ビスフェノールAジアクリレート等が挙げられる。
屈折率が1.54以上の光重合性化合物としては、中でも、屈折率が1.60以上の光重合性化合物を用いることが好ましい。
また、屈折率が1.54以上の光重合性化合物の含有量は、光重合性化合物全量に対して20質量%以上であることが好ましく、更に30質量%以上であることが好ましい。
なお、光重合性化合物全量とは光重合性化合物の合計量である。
Examples of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more include pentabromophenyl acrylate and pentabromophenyl methacrylate as long as they contain halogen. Those not containing halogen are preferably selected from bisphenol A derivatives, bisphenol F derivatives, fluorene derivatives, and carbazole derivatives. Specific examples include N-vinylcarbazole, 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene, ethoxylated phenylphenol acrylate, ethoxylated (3) bisphenol A diacrylate, and the like. .
As the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, it is preferable to use a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.60 or more.
Further, the content of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, based on the total amount of the photopolymerizable compound.
The total amount of photopolymerizable compound is the total amount of photopolymerizable compound.

本発明において、光重合性化合物は、1種単独で用いてもよいが、2種以上を組み合わせて用いることが好ましい。
組み合わせて用いる光重合性化合物としても屈折率が高い方が好ましく、屈折率が1.48以上であることが好ましく、1.50以上であることがより好ましい。
例えば、光重合性基を分子内に1つ有する光重合性化合物を用いると、希釈剤として膜全体に柔軟性を付与でき、塗膜中での光重合性化合物の移動性を向上する効果がある点から好ましい。中でも、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物を用いることが好ましい。
一方で、膜に柔軟性が付与され過ぎると、基材上で塗膜が固化できない場合や、塗膜が安定せずに面内膜厚のばらつきが大きくなり、回折効率のばらつきが発生する恐れがある。それに対して、光重合性基を分子内に2つ以上有する光重合性化合物を用いると、増粘剤乃至架橋成分として機能し、膜全体の柔軟性を適切にすることができる点から好ましい。中でも、光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物を用いることが好ましい。
In the present invention, the photopolymerizable compound may be used singly or in combination of two or more.
The photopolymerizable compound used in combination also preferably has a high refractive index, preferably 1.48 or more, and more preferably 1.50 or more.
For example, when a photopolymerizable compound having one photopolymerizable group in the molecule is used, flexibility can be imparted to the entire film as a diluent, and the effect of improving the mobility of the photopolymerizable compound in the coating film can be obtained. It is preferable from a certain point. Among them, it is preferable to use a photopolymerizable compound having one photopolymerizable group in the molecule and a refractive index of 1.48 or more.
On the other hand, if the film is too flexible, the coating film cannot be solidified on the substrate, or the in-plane film thickness variation may become large because the coating film is not stable, which may cause variations in diffraction efficiency. There is. On the other hand, it is preferable to use a photopolymerizable compound having two or more photopolymerizable groups in the molecule because it functions as a thickener or a crosslinking component and the flexibility of the entire film can be made appropriate. Among these, it is preferable to use a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more and having two or more photopolymerizable groups in the molecule.

特に、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物と、光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物とを組み合わせて用いることが、回折効率の向上、回折効率の面内均一性の向上の点から好ましい。   In particular, a photopolymerizable compound having one photopolymerizable group in the molecule and a refractive index of 1.48 or more, and a photopolymerizability having a refractive index of two or more photopolymerizable groups in the molecule and 1.48 or more. Use in combination with a compound is preferable from the viewpoint of improving diffraction efficiency and improving in-plane uniformity of diffraction efficiency.

光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物と、光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物は、上記屈折率が1.54以上の光重合性化合物で挙げられたものの中から、適宜選択して用いても良い。
或いは、屈折率が1.48以上の光重合性化合物としては、屈折率が1.48以上で1.54未満の光重合性化合物も用いることができる。
そのため、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物としては、例えば、アルコキシ化2−フェノキシエチルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート等も用いることができる。
また、光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物としては、例えば、エトキシ化(3)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化(4)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化(10)ビスフェノールAジ(メタ)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ペンタアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート等も用いることができる。
なお、例えば、エトキシ化(4)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートにおけるエトキシ化(4)とは、2つのアクリロイルオキシ基にそれぞれ−(CHCHO)−が結合して、エトキシ基が分子内に4つ含まれることを表す。
A photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more having one photopolymerizable group in the molecule, and a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more having two or more photopolymerizable groups in the molecule. These may be appropriately selected from those listed above for the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more.
Alternatively, as the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more and less than 1.54 can also be used.
Therefore, as a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more and having one photopolymerizable group in the molecule, for example, alkoxylated 2-phenoxyethyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, benzyl acrylate, phenoxy polyethylene glycol Acrylate or the like can also be used.
Examples of the photopolymerizable compound having two or more photopolymerizable groups in the molecule and a refractive index of 1.48 or more include ethoxylated (3) bisphenol A di (meth) acrylate and ethoxylated (4) bisphenol. A di (meth) acrylate, ethoxylated (10) bisphenol A di (meth) acrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, tricyclodecane dimethanol dimethacrylate, and the like can also be used.
In addition, for example, ethoxylation (4) in ethoxylated (4) bisphenol A di (meth) acrylate means that-(CH 2 CH 2 O) 2 -is bonded to two acryloyloxy groups to form an ethoxy group. It represents that it is contained in 4 molecules.

上記光重合性化合物を組み合わせて用いる場合には、前記屈折率が1.54以上の光重合性化合物の含有量が光重合性化合物全量に対して20質量%以上であり、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量と光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量の合計が光重合性化合物全量に対して80質量%以上であり、且つ、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量と光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量との比が1:10〜10:1であるように組み合わせることが、耐熱性に優れ、屈折率差を向上でき、表面形状が良好になり、且つ、面内での回折効率のばらつきがより低減される点から好ましい。
中でも、前記屈折率が1.54以上の光重合性化合物の含有量が光重合性化合物全量に対して30質量%以上であり、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量と光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量の合計が光重合性化合物全量に対して90質量%以上であり、且つ、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量と光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量との比が1:4〜10:1であるように組み合わせることが更に好ましい。
When the photopolymerizable compound is used in combination, the content of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more is 20% by mass or more based on the total amount of the photopolymerizable compound, and the photopolymerizable group is added. The content of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more having one in the molecule and the content of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more having two or more photopolymerizable groups in the molecule. The content of the photopolymerizable group and the content of the photopolymerizable group having a total refractive index of 80% by mass or more based on the total amount of the photopolymerizable compound and having one photopolymerizable group in the molecule and a refractive index of 1.48 or more. Are combined so that the ratio of the refractive index of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more in the molecule is from 1:10 to 10: 1. The surface shape is good, and the in-plane diffraction efficiency varies. From the viewpoint of being reduced.
Among them, the content of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more is 30% by mass or more based on the total amount of the photopolymerizable compound, and the refractive index having one photopolymerizable group in the molecule is 1. The sum of the content of the photopolymerizable compound of 48 or more and the content of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.48 or more having two or more photopolymerizable groups in the molecule is 90% of the total amount of the photopolymerizable compound. The content of the photopolymerizable compound having a refractive index of not less than 1.48% and having one photopolymerizable group in the molecule and a refractive index having two or more photopolymerizable groups in the molecule. It is further preferable to combine them so that the ratio to the content of the photopolymerizable compound of 1.48 or more is 1: 4 to 10: 1.

光重合性化合物全量は、体積型ホログラム記録用感光性組成物の全固形分に対して10〜70質量%とすることが好ましく、中でも20〜60質量%とすることが好ましい。   The total amount of the photopolymerizable compound is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, based on the total solid content of the photosensitive composition for volume hologram recording.

<光重合開始剤>
本発明において光重合開始剤は、従来公知の光ラジカル重合開始剤を適宜選択して用いることができる。当該光重合開始剤は、単独で光重合開始剤として機能する化合物だけでなく、増感剤と、活性ラジカル発生化合物及び/又は酸発生化合物との組み合わせであってもよい。
<Photopolymerization initiator>
In the present invention, as the photopolymerization initiator, a conventionally known photoradical polymerization initiator can be appropriately selected and used. The photopolymerization initiator is not limited to a compound that functions as a photopolymerization initiator alone, but may be a combination of a sensitizer, an active radical generating compound, and / or an acid generating compound.

光ラジカル重合開始剤としては、イミダゾール誘導体、ビスイミダゾール誘導体、N−アリールグリシン誘導体、有機アジド化合物、チタノセン類、アルミナート錯体、有機過酸化物、N−アルコキシピリジニウム塩、チオキサントン誘導体等が挙げられ、更に具体的には、1,3−ジ(tert−ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラキス(tert−ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3−フェニル−5−イソオキサゾロン、2−メルカプトベンズイミダゾール、ビス(2,4,5−トリフェニル)イミダゾール、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(商品名イルガキュア651、BASF製)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名イルガキュア184、BASF製)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン(商品名イルガキュア369、BASF製)、ビス(η−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム)(商品名イルガキュア784、BASF製)、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the photo radical polymerization initiator include imidazole derivatives, bisimidazole derivatives, N-aryl glycine derivatives, organic azide compounds, titanocenes, aluminate complexes, organic peroxides, N-alkoxypyridinium salts, thioxanthone derivatives, and the like. More specifically, 1,3-di (tert-butyldioxycarbonyl) benzophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetrakis (tert-butyldioxycarbonyl) benzophenone, 3-phenyl-5-isoxazolone 2-mercaptobenzimidazole, bis (2,4,5-triphenyl) imidazole, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (trade name Irgacure 651, manufactured by BASF), 1-hydroxy- Cyclohexyl-phenyl-ketone (trade name Irga Interview A 184, manufactured by BASF), 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) - butan-1-one (trade name Irgacure 369, manufactured by BASF), bis (eta 5-2,4 -Cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium) (trade name Irgacure 784, manufactured by BASF), 2,2′-bis ( o-Chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole and the like, but are not limited thereto.

光重合開始剤は、記録されたホログラムの安定性の点から、ホログラム記録後に分解処理されるのが好ましい。
光重合開始剤の含有量は、前記光重合性化合物全量100質量部に対して、通常0.1〜20質量部であり、5〜15質量部とすることが好ましい。
The photopolymerization initiator is preferably decomposed after hologram recording from the viewpoint of the stability of the recorded hologram.
Content of a photoinitiator is 0.1-20 mass parts normally with respect to 100 mass parts of said photopolymerizable compound whole quantity, and it is preferable to set it as 5-15 mass parts.

本発明においては、光重合開始剤と組み合わせて、増感剤を用いてもよい。当該増感剤は、上記光重合開始剤の記録項に対する感度を増感せしめる役割を担うものである。具体的には、チオピリリウム塩系色素、メロシアニン系色素、キノリン系色素、スチリルキノリン系色素、ケトクマリン系色素、チオキサンテン系色素、キサンテン系色素、オキソノール系色素、シアニン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム塩系色素、シクロペンタノン系色素、シクロヘキサノン系色素等が挙げられる。シアニン系色素及びメロシアニン系色素の具体例としては、例えば、3,3’−ジカルボキシエチル−2,2’−チオシアニンブロミド、1−カルボキシメチルー1’−カルボキシエチルー2,2’−キノシアニンブロミド、1,3’−ジエチルー2,2’−キノチアシアニンヨージド、3−エチル−5−[(3−エチル−2(3H)−ベンゾチアゾリリデン)エチリデン]−2−チオキソ−4−オキサゾリジン、3−エチル−9−メチル−3’−(3−スルファトブチル)チアカルボキシアニンベタイン等が挙げられ、クマリン系色素及びケトクマリン系色素の具体例としては、3−(2’−ベンゾイミダゾール)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7’−ジメトキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−アセトキシクマリン)等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。   In the present invention, a sensitizer may be used in combination with a photopolymerization initiator. The sensitizer plays a role of increasing the sensitivity to the recording term of the photopolymerization initiator. Specifically, thiopyrylium salt dyes, merocyanine dyes, quinoline dyes, styrylquinoline dyes, ketocoumarin dyes, thioxanthene dyes, xanthene dyes, oxonol dyes, cyanine dyes, rhodamine dyes, pyrylium salts System dyes, cyclopentanone dyes, cyclohexanone dyes, and the like. Specific examples of cyanine dyes and merocyanine dyes include, for example, 3,3′-dicarboxyethyl-2,2′-thiocyanine bromide, 1-carboxymethyl-1′-carboxyethyl-2,2′-quino Cyanine bromide, 1,3′-diethyl-2,2′-quinothiacyanine iodide, 3-ethyl-5-[(3-ethyl-2 (3H) -benzothiazolidelidene) ethylidene] -2-thioxo-4 -Oxazolidine, 3-ethyl-9-methyl-3 '-(3-sulfatobutyl) thiacarboxyanine betaine and the like, and specific examples of coumarin dyes and ketocoumarin dyes include 3- (2'-benzo Imidazole) -7-diethylaminocoumarin, 3,3′-carbonylbis (5,7′-dimethoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis 7-acetoxycoumarin), and the like but not limited thereto.

増感剤は、特に光学素子のような高透明性が要求される場合には、ホログラム記録後の加熱や紫外線照射等によって、分解され無色になるものが好ましい。
増感剤の含有量は、前記光重合性化合物全量に対して、通常、0.01〜20質量部であり、0.1〜10質量部とすることが好ましい。
The sensitizer is preferably one that is decomposed and becomes colorless by heating after hologram recording, ultraviolet irradiation, or the like, particularly when high transparency such as an optical element is required.
The content of the sensitizer is usually 0.01 to 20 parts by mass and preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to the total amount of the photopolymerizable compound.

<その他の成分>
本発明の体積型ホログラム記録用感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて、重合禁止剤、シランカップリング剤、可塑剤、着色剤、微粒子、熱可塑性樹脂、界面活性剤などを併用してよい。
中でも、本発明においては、熱可塑性樹脂を含むことが、ホログラム記録層に柔軟性を与えることができ、光重合性化合物の移動性が向上し、ホログラム生成を促進できる点から好ましい。
また、連鎖移動剤を用いて、ホログラムの縞の形成を促進することも好ましい。当該連鎖移動剤としては、具体的には4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール−3−チオール、テトラクロロメタン、2−メルカプトベンズオキサゾール等が例示される。
<Other ingredients>
The photosensitive resin composition for volume hologram recording of the present invention is a polymerization inhibitor, a silane coupling agent, a plasticizer, a colorant, fine particles, a thermoplastic resin, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. A surfactant or the like may be used in combination.
Among them, in the present invention, it is preferable that a thermoplastic resin is included because the hologram recording layer can be given flexibility, the mobility of the photopolymerizable compound can be improved, and hologram formation can be promoted.
It is also preferable to promote the formation of hologram fringes using a chain transfer agent. Specific examples of the chain transfer agent include 4-methyl-4H-1,2,4-triazole-3-thiol, tetrachloromethane, 2-mercaptobenzoxazole and the like.

また、上記熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラート、ポリビニルホルマール、ポリビニルカルバゾール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリメタクリロニトリル、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ−1,2−ジクロロエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、シンジオタクチック型ポリメチルメタクリレート、ポリ−α−ビニルナフタレート、ポリカーボネート、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチラート、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、ポリ−o−メチルスチレン、ポリ−p−メチルスチレン、ポリ−p−フェニルスチレン、ポリ−2,5−ジクロロスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリ−2,5−ジクロロスチレン、ポリアリーレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ABS樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニリデン、水素化スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、透明ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、(メタ)アクリル酸環状脂肪族エステルとメチル(メタ)アクリレートとの共重合体等が挙げられる。
熱可塑性樹脂は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
Specific examples of the thermoplastic resin include polyvinyl acetate, polyvinyl butyrate, polyvinyl formal, polyvinyl carbazole, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyethyl acrylate, polybutyl acrylate, poly Methacrylonitrile, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyacrylonitrile, poly-1,2-dichloroethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, syndiotactic polymethyl methacrylate, poly-α-vinyl naphthalate, polycarbonate, cellulose Acetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, polystyrene, poly-α-methylstyrene, poly-o-methylstyrene, poly- p-methylstyrene, poly-p-phenylstyrene, poly-2,5-dichlorostyrene, poly-p-chlorostyrene, poly-2,5-dichlorostyrene, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, styrene- Acrylonitrile copolymer, styrene-divinylbenzene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, ABS resin, polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl pyrrolidone, polyvinylidene chloride, Examples thereof include hydrogenated styrene-butadiene-styrene copolymer, transparent polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, a copolymer of (meth) acrylic acid cycloaliphatic ester and methyl (meth) acrylate, and the like.
A thermoplastic resin can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

熱可塑性樹脂を用いる場合には、体積型ホログラム記録用感光性組成物の全固形分に対して80質量%以下とすることが好ましい。   When using a thermoplastic resin, it is preferable to set it as 80 mass% or less with respect to the total solid of the volume type hologram recording photosensitive composition.

体積型ホログラム記録用感光性組成物は、通常、溶媒に溶解されて塗布液として用いられる。溶媒としては、上記各成分と反応せず、上記各成分を溶解乃至均一に分散できるもの中から適宜選択すればよい。このような溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、酢酸エチル、1,4−ジオキサン、1,2−ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルム、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。溶媒は1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   The photosensitive composition for volume hologram recording is usually dissolved in a solvent and used as a coating solution. The solvent may be appropriately selected from those that do not react with the above components and that can dissolve or uniformly disperse the above components. Examples of such solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, tetrahydrofuran, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, ethyl acetate, 1,4- Examples include dioxane, 1,2-dichloroethane, dichloromethane, chloroform, methanol, ethanol, isopropanol and the like. A solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

[体積型ホログラム記録用感光性基板]
本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板は、主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する、ホログラムを記録するためのホログラム記録層を、基材上に備えたことを特徴とする。
[Photosensitive substrate for volume hologram recording]
The photosensitive substrate for volume hologram recording according to the present invention has an organic polymer as a main chain and a polysiloxane structure in at least one of a side chain and a terminal of the organic polymer, and contains all trifunctional siloxane units. A hologram recording layer for recording a hologram, comprising an organic-inorganic hybrid polymer containing 10 mol% or more based on a siloxane unit, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator. And provided on a base material.

図1は、本発明の体積型ホログラム記録用感光性基板の一例を示す概略図である。図1に例示するように、上記本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板10は、基材1上にホログラム記録層2が設けられている。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a photosensitive substrate for volume hologram recording of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the volume type hologram recording photosensitive substrate 10 according to the present invention has a hologram recording layer 2 provided on a base material 1.

本発明の体積型ホログラム記録用感光性基板は、少なくとも、ホログラム記録層と基材とを有するものであり、本発明の効果が損なわれない限り、必要に応じて、更に他の層を有していてもよいものである。
以下、体積型ホログラム記録用感光性基板を構成する各層について順に説明する。
The photosensitive substrate for volume hologram recording of the present invention has at least a hologram recording layer and a base material, and further has other layers as necessary unless the effects of the present invention are impaired. It may be.
Hereinafter, each layer which comprises the photosensitive substrate for volume type hologram recording is demonstrated in order.

[基材]
本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板において、基材は、用途に応じて従来公知の基材を適宜選択して用いることができる。
体積型ホログラム記録用感光性基板を光学素子用途に用いる場合には、上記基材としては、通常、透明樹脂基材又はガラス基材を用いる。
[Base material]
In the photosensitive substrate for volume hologram recording according to the present invention, as the base material, a conventionally known base material can be appropriately selected and used according to the application.
When the volume hologram recording photosensitive substrate is used for an optical element, a transparent resin substrate or a glass substrate is usually used as the substrate.

なお、本発明において透明とは、可視光領域における透過率が80%以上であることをいい、90%以上であることが好ましい。ここで、透明樹脂基材の透過率は、JIS K7361−1(プラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法)により測定することができる。   In the present invention, “transparent” means that the transmittance in the visible light region is 80% or more, and preferably 90% or more. Here, the transmittance | permeability of a transparent resin base material can be measured by JISK7361-1 (The test method of the total light transmittance of a plastic-transparent material).

上記透明樹脂基材は、公知の透明樹脂基材を適宜選択して用いることができる。透明樹脂基材としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリフッ化エチレン系フィルム、ポリフッ化ビニリデンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、エチレン−ビニルアルコールフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリアミドフィルム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合フイルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等を挙げることができる。
透明基材はガラス基材であっても良く、ロール状薄型を用いても良い。
As the transparent resin substrate, a known transparent resin substrate can be appropriately selected and used. Examples of transparent resin base materials include polyethylene film, polypropylene film, polyvinyl fluoride film, polyvinylidene fluoride film, polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film, ethylene-vinyl alcohol film, polyvinyl alcohol film, polymethyl methacrylate film. Polyester sulfone film, polyether ether ketone film, polyamide film, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer film, polyester film such as polyethylene terephthalate film, and polyimide film.
The transparent substrate may be a glass substrate, or a roll-shaped thin film may be used.

本発明において、基材の厚みは、要求される強度などに応じて、適宜設定すればよいが、通常、2〜200μmであることが好ましく、10〜150μmとすることがより好ましい。   In the present invention, the thickness of the substrate may be appropriately set according to the required strength, but is usually preferably 2 to 200 μm, more preferably 10 to 150 μm.

[ホログラム記録層]
本発明に用いられるホログラム記録層は、主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する層である。
[Hologram recording layer]
The hologram recording layer used in the present invention has an organic polymer as a main chain, a polysiloxane structure at least one of a side chain and a terminal of the organic polymer, and trifunctional siloxane units with respect to all siloxane units. The organic-inorganic hybrid polymer containing 10 mol% or more, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator.

上記ホログラム記録層は、例えば、前記本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性樹脂組成物を溶媒に溶解乃至分散して塗布液として、基材上に塗工し、溶媒を乾燥除去することにより、形成することができる。   The hologram recording layer is formed by, for example, dissolving or dispersing the volume-type hologram recording photosensitive resin composition according to the present invention in a solvent, coating the substrate as a coating liquid, and removing the solvent by drying. Can be formed.

上記ホログラム記録層を形成する各成分については、前記体積型ホログラム記録用感光性樹脂組成物において説明したものと同様のものとすることができるのでここでの説明は省略する。   About each component which forms the said hologram recording layer, since it can be made to be the same as that of what was demonstrated in the said photosensitive resin composition for volume type hologram recording, description here is abbreviate | omitted.

上記ホログラム記録層用組成物の塗布方法は、従来公知の方法から、適宜選択すればよい。具体的には、例えば、スピンコーター、グラビアコーター、コンマコーター、バーコーター等の方法が挙げられる。   What is necessary is just to select the coating method of the said composition for hologram recording layers from a conventionally well-known method suitably. Specifically, for example, methods such as a spin coater, a gravure coater, a comma coater, and a bar coater can be used.

ホログラム記録層の膜厚は、所望のホログラムを記録できる範囲で適宜設定すればよいものであり、例えば、1〜100μm、好ましくは5〜40μmの範囲で適宜設定すればよい。   The film thickness of the hologram recording layer may be appropriately set within a range in which a desired hologram can be recorded. For example, it may be appropriately set within a range of 1 to 100 μm, preferably 5 to 40 μm.

<剥離可能な保護層>
本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板においては、乾燥後のホログラム記録層に粘着性がある場合、剥離可能な保護層として、ポリエステルフィルムやポリエチレンフィルム等、通常、例えば基材フィルムとして用いられるようなフィルムをラミネートすることができる。
<Peelable protective layer>
In the photosensitive substrate for volume hologram recording according to the present invention, when the hologram recording layer after drying is sticky, it is used as a peelable protective layer such as a polyester film or a polyethylene film, usually as a base film, for example. Such films can be laminated.

[体積型ホログラム記録体]
本発明に係る体積型ホログラム記録体は、主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する、ホログラムを記録するためのホログラム記録層に、ホログラムが記録されたホログラム層を基材上に備えたことを特徴とする。
[Volume type hologram recording body]
The volume hologram recording material according to the present invention has a main chain of an organic polymer, a polysiloxane structure in at least one of a side chain and a terminal of the organic polymer, and trifunctional siloxane units as all siloxane units. On the other hand, the hologram is contained in a hologram recording layer for recording a hologram, comprising an organic-inorganic hybrid polymer containing 10 mol% or more, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator. The recorded hologram layer is provided on a substrate.

図2は、本発明の体積型ホログラム記録体の一例を示す概略図である。図2に例示するように、上記本発明に係る体積型ホログラム記録体20は、基材1上に、ホログラム記録層にホログラムが記録されたホログラム層3を備えたものである。   FIG. 2 is a schematic view showing an example of the volume hologram recording body of the present invention. As illustrated in FIG. 2, the volume hologram recording body 20 according to the present invention includes a hologram layer 3 on which a hologram is recorded on a hologram recording layer on a base material 1.

本発明に係る体積型ホログラム記録体における、基材、及び、上記特定のホログラム記録層については、上記本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板と同様の構成とすることができるので、ここでの説明を省略する。本発明に係る体積型ホログラム記録体は、上記本発明に係る体積型ホログラム記録用感光性基板のホログラム記録層に、ホログラムが記録されてなるものであって良い。   The substrate and the specific hologram recording layer in the volume hologram recording body according to the present invention can have the same configuration as the volume hologram recording photosensitive substrate according to the present invention. The description in is omitted. The volume hologram recording body according to the present invention may be one in which a hologram is recorded on the hologram recording layer of the photosensitive substrate for volume hologram recording according to the present invention.

上記ホログラム記録層にホログラムを記録してホログラム層とするホログラム記録方法としては、特に限定されることなく、公知の方法を適宜選択して用いればよい。例えば、ホログラム記録層は、レーザー光やコヒーレンス性の優れた光(例えば波長300〜1200nmの光)による通常のホログラフィー露光装置によって前記光重合性化合物を重合させてその内部に干渉縞が記録される。
また、干渉露光による屈折率変調量を促進し、重合反応を完結させるために、干渉露光後に紫外線による全面露光や加熱等の処理を適宜行うことができる。
なお、記録層を熱や赤外線で処理することで回折効率、回折光のピーク波長、半値巾などを変化させることも出来る。
A hologram recording method for recording a hologram on the hologram recording layer to form a hologram layer is not particularly limited, and a known method may be appropriately selected and used. For example, in the hologram recording layer, the photopolymerizable compound is polymerized by an ordinary holographic exposure apparatus using laser light or light having excellent coherence (for example, light having a wavelength of 300 to 1200 nm), and interference fringes are recorded therein. .
Further, in order to promote the amount of refractive index modulation by interference exposure and complete the polymerization reaction, it is possible to appropriately perform a process such as full exposure with ultraviolet rays or heating after the interference exposure.
Note that the diffraction efficiency, the peak wavelength of diffracted light, the half-value width, and the like can be changed by treating the recording layer with heat or infrared rays.

本発明の体積型ホログラム記録体は、従来公知の用途に適用可能であるとともに、特に光学素子用途において好適に用いることができる。光学素子用途としては、例えば、レンズ、回折格子、干渉フィルター、ヘッドアップディスプレイ装置、三次元ディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、レーザーディスプレイ、スキャナ、照明装置、光ピックアップ用途等が挙げられる。   The volume hologram recording body of the present invention can be applied to conventionally known applications and can be suitably used particularly for optical element applications. Examples of optical element applications include lenses, diffraction gratings, interference filters, head-up display devices, three-dimensional displays, head-mounted displays, laser displays, scanners, illumination devices, and optical pickup applications.

以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.

(実施例1)
(1)体積型ホログラム記録用感光性組成物の製造
下記組成の体積型ホログラム記録用感光性組成物1を作製した。
<体積型ホログラム記録用感光性組成物1の組成>
・有機−無機ハイブリッドポリマー(三官能性シロキサン単位は全シロキサン単位に対して65モル%、有機−無機ハイブリッドポリマー中にケイ素原子含有量27質量%:JSR製、グラスカHPC7506):8.660質量部
・光重合性化合物(N−ビニルカルバゾール、東京化成製、屈折率(25℃)1.68):2.100質量部
・光重合性化合物(アルコキシ化2−フェノキシエチルアクリレート、サートマー製、CD9087、屈折率(25℃)1.504):2.410質量部
・光重合性化合物(エトキシ化(4)ビスフェノールAジアクリレート、サートマー製、SR601、屈折率(25℃)1.534):0.542質量部
・光重合開始剤(2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、黒金化成製):0.586質量部
・増感色素(3−エチル−9−メチル−3’−(3−スルファトブチル)チアカルボシアニンベタイン、(株)林原製):0.023質量部
・反応促進剤(4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール−3−チオール、東京化成製):0.367質量部
・メチルエチルケトン:50質量部
・メタノール:10質量部
Example 1
(1) Production of photosensitive composition for volume hologram recording Photosensitive composition 1 for volume hologram recording having the following composition was produced.
<Composition of photosensitive composition 1 for volume hologram recording>
Organic-inorganic hybrid polymer (trifunctional siloxane unit is 65 mol% with respect to the total siloxane unit, silicon atom content in organic-inorganic hybrid polymer is 27% by mass: JSR, Glasca HPC7506): 8.660 parts by mass Photopolymerizable compound (N-vinylcarbazole, manufactured by Tokyo Chemical Industry, refractive index (25 ° C.) 1.68): 2.100 parts by massPhotopolymerizable compound (alkoxylated 2-phenoxyethyl acrylate, manufactured by Sartomer, CD9087, Refractive index (25 ° C.) 1.504): 2.410 parts by mass / photopolymerizable compound (ethoxylated (4) bisphenol A diacrylate, manufactured by Sartomer, SR601, refractive index (25 ° C.) 1.534): 0. 542 parts by mass-photopolymerization initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl 1,2'-biimidazole (manufactured by Kurokin Kasei): 0.586 parts by mass-sensitizing dye (3-ethyl-9-methyl-3 '-(3-sulfatobutyl) thiacarbocyanine betaine, Inc. Hayashibara): 0.023 parts by mass. Reaction accelerator (4-methyl-4H-1,2,4-triazole-3-thiol, manufactured by Tokyo Chemical Industry): 0.367 parts by mass. Methyl ethyl ketone: 50 parts by mass. Methanol. : 10 parts by mass

(2)体積型ホログラム記録用感光性基板の製造
(1)で得られた体積型ホログラム記録用感光性組成物1を、60μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ製ルミラーT−60)上にアプリケーターを用いて、乾燥後の膜厚が8μmとなるように塗工及び乾燥してホログラム記録層とし、実施例1の体積型ホログラム記録用感光性基板1を得た。
(2) Production of photosensitive substrate for volume hologram recording The photosensitive composition 1 for volume hologram recording obtained in (1) is placed on a 60 μm polyethylene terephthalate (PET) film (Toray Lumirror T-60). Using an applicator, coating and drying were carried out so that the film thickness after drying was 8 μm to obtain a hologram recording layer, whereby a volume type hologram recording photosensitive substrate 1 of Example 1 was obtained.

(3)体積型ホログラム記録体の製造
(2)で得られた実施例1の体積型ホログラム記録用感光性基板のホログラム記録層側をミラーにラミネートし、体積型ホログラム記録用感光性基板のPET側から532nmレーザー光を1J/cm入射して、干渉露光を行い、体積型ホログラムを記録した。その際、光線の入射角は、ホログラム記録用感光性基板の基板面の法線方向から45度の角度とした。
次いで、紫外線全面照射を行い、その後100℃30分加熱して反応を促進させ、ホログラム記録層を固定し、干渉縞が記録されたホログラム記録層を有する実施例1の体積型ホログラム記録体1を得た。
干渉縞が記録されたホログラム記録層は、基材から剥離することなく、光照射した部分すべてに面内で均一なホログラムが形成できた。また、曇りも見られず、面内で相分離を起こしたハジキのような凹凸も観測されなかった。
(3) Manufacture of volume hologram recording body The hologram recording layer side of the volume hologram recording photosensitive substrate of Example 1 obtained in (2) is laminated on a mirror, and PET of the volume hologram recording photosensitive substrate is obtained. A 532 nm laser beam was incident at 1 J / cm 2 from the side, interference exposure was performed, and a volume hologram was recorded. At that time, the incident angle of the light beam was set to an angle of 45 degrees from the normal direction of the substrate surface of the hologram recording photosensitive substrate.
Next, ultraviolet irradiation is performed on the entire surface, and then the reaction is promoted by heating at 100 ° C. for 30 minutes to fix the hologram recording layer. Obtained.
The hologram recording layer on which the interference fringes were recorded was able to form a uniform hologram within the plane in all the light-irradiated portions without peeling from the substrate. In addition, no cloudiness was observed, and no irregularities such as repelling that caused phase separation in the plane were observed.

(実施例2)
(1)体積型ホログラム記録用感光性組成物の製造
下記組成の体積型ホログラム記録用感光性組成物2を作製した。
<体積型ホログラム記録用感光性組成物2の組成>
・有機−無機ハイブリッドポリマー(JSR製、グラスカHPC7506):6.495
・熱可塑性樹脂(ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン換算質量平均分子量:10万):2.165質量部
・光重合性化合物(N−ビニルカルバゾール、東京化成製、屈折率(25℃)1.68):2.100質量部
・光重合性化合物(アルコキシ化2−フェノキシエチルアクリレート、サートマー製、CD9087、屈折率(25℃)1.504):2.410質量部
・光重合性化合物(エトキシ化(4)ビスフェノールAジアクリレート、サートマー製、SR601、屈折率(25℃)1.534):0.542質量部
・光重合開始剤(2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、黒金化成製):0.586質量部
・増感色素(3−エチル−9−メチル−3’−(3−スルファトブチル)チアカルボシアニンベタイン、林原生物科学研究所):0.023質量部
・反応促進剤(4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール−3−チオール、東京化成製):0.367質量部
・メチルエチルケトン:50質量部
・メタノール:10質量部
(Example 2)
(1) Production of photosensitive composition for volume hologram recording A photosensitive composition 2 for volume hologram recording having the following composition was produced.
<Composition of photosensitive composition 2 for volume hologram recording>
Organic-inorganic hybrid polymer (manufactured by JSR, Glasca HPC 7506): 6.495
Thermoplastic resin (polyvinyl acetate, polystyrene-converted mass average molecular weight: 100,000): 2.165 parts by mass Photopolymerizable compound (N-vinylcarbazole, manufactured by Tokyo Chemical Industry, refractive index (25 ° C.) 1.68): 2.100 parts by mass / photopolymerizable compound (alkoxylated 2-phenoxyethyl acrylate, manufactured by Sartomer, CD9087, refractive index (25 ° C.) 1.504): 2.410 parts by mass / photopolymerizable compound (ethoxylated (4 ) Bisphenol A diacrylate, manufactured by Sartomer, SR601, refractive index (25 ° C.) 1.534): 0.542 parts by mass / photopolymerization initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, manufactured by Kurokin Kasei): 0.586 parts by mass-sensitizing dye (3-ethyl-9-methyl-3'-(3-sulfatobuty ) Thiacarbocyanine betaine, Hayashibara Institute of Biological Sciences): 0.023 parts by mass. Reaction accelerator (4-methyl-4H-1,2,4-triazole-3-thiol, manufactured by Tokyo Chemical Industry): 0.367 masses Parts / methyl ethyl ketone: 50 parts by mass / methanol: 10 parts by mass

(2)体積型ホログラム記録用感光性基板の製造
実施例1の体積型ホログラム記録用感光性組成物1の代わりに、(1)で得られた体積型ホログラム記録用感光性組成物2を用いて、ホログラム記録層を形成した以外は、実施例1と同様にして、体積型ホログラム記録用感光性基板2の製造を行った。
(2) Production of photosensitive substrate for volume hologram recording The photosensitive composition 2 for volume hologram recording obtained in (1) was used in place of the photosensitive composition 1 for volume hologram recording of Example 1. The volume type hologram recording photosensitive substrate 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the hologram recording layer was formed.

(3)体積型ホログラム記録体の製造
実施例1の体積型ホログラム記録用感光性基板1の代わりに、(2)で得られた体積型ホログラム記録用感光性基板2を用いて、体積型ホログラムを記録した以外は、実施例1と同様にして、体積型ホログラム記録体2の製造を行った。
干渉縞が記録されたホログラム記録層は、基材から剥離することなく、光照射した部分すべてに面内で均一なホログラムが形成できた。また、曇りも見られず、面内で相分離を起こしたハジキのような凹凸も観測されなかった。
(3) Production of Volume Type Hologram Recorder Instead of the volume type hologram recording photosensitive substrate 1 of Example 1, the volume type hologram recording photosensitive substrate 2 obtained in (2) was used to produce a volume type hologram. The volume hologram recording body 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that.
The hologram recording layer on which the interference fringes were recorded was able to form a uniform hologram within the plane in all the light-irradiated portions without peeling from the substrate. In addition, no cloudiness was observed, and no irregularities such as repelling that caused phase separation in the plane were observed.

(実施例3)
(1)体積型ホログラム記録用感光性組成物の製造
下記組成の体積型ホログラム記録用感光性組成物3を作製した。
<体積型ホログラム記録用感光性組成物3の組成>
・有機−無機ハイブリッドポリマー(JSR製、グラスカHPC7506):4.330
・熱可塑性樹脂(ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン換算質量平均分子量:10万):4.330質量部
・光重合性化合物(N−ビニルカルバゾール、東京化成製、屈折率(25℃)1.68):2.100質量部
・光重合性化合物(アルコキシ化(3)2−フェノキシエチルアクリレート、サートマー製、CD9087、屈折率(25℃)1.504):2.410質量部
・光重合性化合物(エトキシ化(4)ビスフェノールAジアクリレート、サートマー製、SR601、屈折率(25℃)1.534):0.542質量部
・光重合開始剤(2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、黒金化成製):0.586質量部
・増感色素(3−エチル−9−メチル−3’−(3−スルファトブチル)チアカルボシアニンベタイン、林原生物科学研究所):0.023質量部
・反応促進剤(4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール−3−チオール、東京化成製):0.367質量部
・メチルエチルケトン:50質量部
・メタノール:10質量部
(Example 3)
(1) Production of photosensitive composition for volume hologram recording A photosensitive composition 3 for volume hologram recording having the following composition was produced.
<Composition of photosensitive composition 3 for volume hologram recording>
Organic-inorganic hybrid polymer (manufactured by JSR, Glasca HPC7506): 4.330
Thermoplastic resin (polyvinyl acetate, polystyrene-equivalent mass average molecular weight: 100,000): 4.330 parts by mass Photopolymerizable compound (N-vinylcarbazole, manufactured by Tokyo Chemical Industry, refractive index (25 ° C.) 1.68): 2.100 parts by mass / photopolymerizable compound (alkoxylated (3) 2-phenoxyethyl acrylate, manufactured by Sartomer, CD9087, refractive index (25 ° C.) 1.504): 2.410 parts by mass / photopolymerizable compound (ethoxy (4) Bisphenol A diacrylate, manufactured by Sartomer, SR601, refractive index (25 ° C.) 1.534): 0.542 parts by mass / photopolymerization initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4, 5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, manufactured by Kurokin Kasei): 0.586 parts by mass / sensitizing dye (3-ethyl-9-methyl-3 ′-(3-sulfa) (Butyl) thiacarbocyanine betaine, Hayashibara Institute of Biological Sciences): 0.023 parts by mass. Reaction accelerator (4-methyl-4H-1,2,4-triazole-3-thiol, manufactured by Tokyo Chemical Industry): 0.367 Parts by mass, methyl ethyl ketone: 50 parts by mass, methanol: 10 parts by mass

(2)体積型ホログラム記録用感光性基板の製造
実施例1の体積型ホログラム記録用感光性組成物1の代わりに、(1)で得られた体積型ホログラム記録用感光性組成物3を用いて、ホログラム記録層を形成した以外は、実施例1と同様にして、体積型ホログラム記録用感光性基板3の製造を行った。
(2) Production of photosensitive substrate for volume hologram recording The photosensitive composition 3 for volume hologram recording obtained in (1) was used in place of the photosensitive composition 1 for volume hologram recording of Example 1. The volume type hologram recording photosensitive substrate 3 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the hologram recording layer was formed.

(3)体積型ホログラム記録体の製造
実施例1の体積型ホログラム記録用感光性基板1の代わりに、(2)で得られた体積型ホログラム記録用感光性基板3を用いて、体積型ホログラムを記録した以外は、実施例1と同様にして、体積型ホログラム記録体3の製造を行った。
干渉縞が記録されたホログラム記録層は、基材から剥離することなく、光照射した部分すべてに面内で均一なホログラムが形成できた。また、曇りも見られず、面内で相分離を起こしたハジキのような凹凸も観測されなかった。
(3) Production of Volume Type Hologram Recording Body Instead of the volume type hologram recording photosensitive substrate 1 of Example 1, the volume type hologram recording photosensitive substrate 3 obtained in (2) was used to produce a volume type hologram. The volume hologram recording body 3 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that was recorded.
The hologram recording layer on which the interference fringes were recorded was able to form a uniform hologram within the plane in all the light-irradiated portions without peeling from the substrate. In addition, no cloudiness was observed, and no irregularities such as repelling that caused phase separation in the plane were observed.

(比較例1)
(1)比較体積型ホログラム記録用感光性組成物の製造
下記組成の比較体積型ホログラム記録用感光性組成物1を作製した。
<比較体積型ホログラム記録用感光性組成物1の組成>
・有機−無機ハイブリッドポリマー(ポリジメチルシロキサングラフトポリアクリレート:アルドリッチ製、商品名ポリ(ジメチルシロキサン)−graft−ポリアクリレート、三官能性シロキサン単位は全シロキサン単位に対して0モル%、有機−無機ハイブリッドポリマー中にケイ素原子含有量33質量%):5.770
・熱可塑性樹脂(ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン換算質量平均分子量:10万):5.770質量部
・光重合性化合物(2−フェノキシエチルアクリレート、サートマー製、SR339A、屈折率(25℃)1.516):3.960質量部
・光重合開始剤(2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、黒金化成製):0.586質量部
・増感色素(3−エチル−9−メチル−3’−(3−スルファトブチル)チアカルボシアニンベタイン、林原生物科学研究所):0.023質量部
・反応促進剤(4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール−3−チオール、東京化成製):0.367質量部
・メチルエチルケトン:50質量部
・メタノール:10質量部
(Comparative Example 1)
(1) Production of photosensitive composition for comparative volume hologram recording Photosensitive composition 1 for comparative volume hologram recording having the following composition was produced.
<Composition of photosensitive composition 1 for comparative volume hologram recording>
Organic-inorganic hybrid polymer (polydimethylsiloxane graft polyacrylate: Aldrich, trade name poly (dimethylsiloxane) -graft-polyacrylate, trifunctional siloxane unit is 0 mol% with respect to all siloxane units, organic-inorganic hybrid (Silicon atom content in polymer: 33% by mass): 5.770
Thermoplastic resin (polyvinyl acetate, polystyrene equivalent weight average molecular weight: 100,000): 5.770 parts by weight Photopolymerizable compound (2-phenoxyethyl acrylate, manufactured by Sartomer, SR339A, refractive index (25 ° C.) 1.516 ): 3.960 parts by mass-photopolymerization initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, manufactured by Kurogane Kasei) ): 0.586 parts by mass-sensitizing dye (3-ethyl-9-methyl-3 '-(3-sulfatobutyl) thiacarbocyanine betaine, Hayashibara Institute of Bioscience): 0.023 parts by mass Agent (4-methyl-4H-1,2,4-triazole-3-thiol, manufactured by Tokyo Chemical Industry): 0.367 parts by mass-Methyl ethyl ketone: 50 parts by mass-Methanol: 10 parts by mass

(2)比較体積型ホログラム記録用感光性基板の製造
実施例1の体積型ホログラム記録用感光性組成物1の代わりに、(1)で得られた比較体積型ホログラム記録用感光性組成物1を用いて、ホログラム記録層を形成した以外は、実施例1と同様にして、比較体積型ホログラム記録用感光性基板1の製造を行った。
(2) Production of photosensitive substrate for comparative volume hologram recording Photosensitive composition 1 for comparative volume hologram recording obtained in (1) instead of the photosensitive composition 1 for volume hologram recording of Example 1 A comparative volume hologram recording photosensitive substrate 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that a hologram recording layer was formed using

(3)比較体積型ホログラム記録体の製造
実施例1の体積型ホログラム記録用感光性基板1の代わりに、(2)で得られた比較体積型ホログラム記録用感光性基板1を用いて、体積型ホログラムを記録した以外は、実施例1と同様にして、比較体積型ホログラム記録体1の製造を行った。
(3) Manufacture of Comparative Volume Type Hologram Recording Body Instead of the volume type hologram recording photosensitive substrate 1 of Example 1, the comparative volume type hologram recording photosensitive substrate 1 obtained in (2) was used. A comparative volume hologram recording body 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the type hologram was recorded.

[耐熱性の評価]
実施例3で得られた体積型ホログラム記録体3の両面に、接着剤(アロニックスLCR0628A(東亞合成製))を用いてガラスを接着し、またその周囲もUV硬化剤(アロニックスLCR0628A(東亞合成製))で封止し、素子を作製した。また、比較例1で得られた比較体積型ホログラム記録体1を用いて、同様に比較素子を作製した。
得られた素子を下記温度で180分間加熱し、加熱前後のホログラムの分光データを測定した。270℃で加熱後も、いずれの素子もホログラム形状を維持した。ただし、回折効率のピークは表1のように低波長側に移動した。加熱後の波長シフト量が、二官能シロキサン単位のみで構成される比較例1に対し、実施例3は少なく、熱によるホログラムの変質がより抑えられていることが明らかとなった。
[Evaluation of heat resistance]
Glass was adhered to both surfaces of the volume hologram recording body 3 obtained in Example 3 using an adhesive (Aronix LCR0628A (manufactured by Toagosei Co., Ltd.)), and a UV curing agent (Aronix LCR0628A (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was also formed around it. )) To produce an element. In addition, a comparative element was similarly produced using the comparative volume hologram recording body 1 obtained in Comparative Example 1.
The obtained element was heated at the following temperature for 180 minutes, and spectral data of the hologram before and after the heating were measured. Even after heating at 270 ° C., each element maintained its hologram shape. However, the peak of diffraction efficiency shifted to the lower wavelength side as shown in Table 1. Compared with Comparative Example 1 in which the amount of wavelength shift after heating is composed only of bifunctional siloxane units, Example 3 is less and it has been clarified that the alteration of the hologram due to heat is further suppressed.

Figure 2014026116
Figure 2014026116

[屈折率変調量(Δn)評価]
実施例1〜3の体積型ホログラム記録体について、それぞれ、屈折率変調量(Δn)を以下のようにして求めた。結果を表2に示す。なお、比較例1の屈折率変調量(Δn)は、0.011であった。
[Evaluation of refractive index modulation (Δn)]
For the volume hologram recording bodies of Examples 1 to 3, the refractive index modulation amount (Δn) was determined as follows. The results are shown in Table 2. The refractive index modulation amount (Δn) of Comparative Example 1 was 0.011.

<Δnの計算方法>
実施例1〜3の体積型ホログラム記録体それぞれについて、分光光度計((株)島津製作所製、UV−2450)を用いて透過率を測定し、分光透過率曲線を得た。得られた分光透過率曲線において、ピーク透過率Tp及びベース透過率Tbを求め、下記式(1)により、回折効率ηを得た。
回折効率η = (Tb−Tp)/Tb (%) 式(1)
次いで、式(1)で得られた回折効率ηの値を用いて、Kogelnik理論式(下記式(2))によりΔnを算出した。
η = tanh(π(Δn)d/λcosθ) 式(2)
(式(2)中、dはホログラム記録層の膜厚(μm)、λは記録レーザー波長(nm)、θは記録レーザー光のホログラム記録層への入射角度である。)
<Calculation method of Δn>
About each volume type hologram recording body of Examples 1-3, the transmittance | permeability was measured using the spectrophotometer (Shimadzu Corporation make, UV-2450), and the spectral transmittance curve was obtained. In the obtained spectral transmittance curve, the peak transmittance Tp and the base transmittance Tb were obtained, and the diffraction efficiency η was obtained by the following formula (1).
Diffraction efficiency η = (Tb−Tp) / Tb (%) Formula (1)
Next, Δn was calculated by the Kogelnik theoretical formula (the following formula (2)) using the value of the diffraction efficiency η obtained by the formula (1).
η = tanh 2 (π (Δn) d / λcos θ 0 ) Equation (2)
(In formula (2), d is the film thickness (μm) of the hologram recording layer, λ is the recording laser wavelength (nm), and θ 0 is the incident angle of the recording laser light to the hologram recording layer.)

[屈折率の面内均一性評価]
得られた体積型ホログラム記録体(5cm×5cm)の面内を9分割し、9分割したエリア内でそれぞれ屈折率を測定し、当該9点の屈折率の測定値のばらつきを評価した。
標準偏差と、最大値及び最小値を表2に示す。
[Evaluation of in-plane uniformity of refractive index]
The volume hologram recording body (5 cm × 5 cm) thus obtained was divided into 9 sections, and the refractive index was measured in each of the 9 divided areas, and the variation in the measured values of the 9 refractive indexes was evaluated.
Table 2 shows the standard deviation and the maximum and minimum values.

Figure 2014026116
Figure 2014026116

実施例の体積型ホログラム記録体は、耐熱性が高く、熱によるホログラムの変質がより抑制されることが明らかにされた。
また、実施例の体積型ホログラム記録体は、屈折率変調量が高く、屈折率の面内均一性も良好であった。
It was clarified that the volume hologram recording material of the example has high heat resistance, and the alteration of the hologram due to heat is further suppressed.
In addition, the volume hologram recording body of the example had a high refractive index modulation amount and good in-plane uniformity of the refractive index.

1 基材
2 ホログラム記録層
3 ホログラムが記録されたホログラム層
10 体積型ホログラム記録用感光性基板
20 体積型ホログラム記録体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Hologram recording layer 3 Hologram layer in which hologram was recorded 10 Photosensitive substrate for volume type hologram recording 20 Volume type hologram recording body

Claims (6)

主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する、体積型ホログラム記録用感光性組成物。   Organic-inorganic hybrid whose main chain is an organic polymer, has a polysiloxane structure in at least one of the side chain and the terminal of the organic polymer, and contains 10 mol% or more of trifunctional siloxane units with respect to the total siloxane units A photosensitive composition for volume hologram recording, comprising a polymer, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator. 前記有機−無機ハイブリッドポリマーが、主鎖構成成分として少なくとも下記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物とエチレン性不飽和二重結合を有する有機モノマーとを共重合させてなる共重合体と、下記一般式(2)で表される有機ケイ素化合物との加水分解重縮合物を含有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーである、請求項1に記載の体積型ホログラム記録用感光性組成物。

RmSi(OR’)n 一般式(1)
(一般式(1)において、Rは同一でも異なってもよく炭素数1〜10のエチレン性二重結合含有基、R’は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基を表し、m+n=4、m≧1、n≧1である。)

R”m’Si(OR’’’)n’ 一般式(2)
(一般式(2)において、R”は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基、又は、アルコキシル基、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、アミド基、スルホニル基、水酸基若しくはカルボキシル基を有する炭素数1〜10の炭化水素基、R’’’は同一でも異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基を表し、m’+n’=4、m’≧0、n’≧1である。)
A copolymer obtained by copolymerizing the organic-inorganic hybrid polymer with at least an organosilicon compound represented by the following general formula (1) as a main chain component and an organic monomer having an ethylenically unsaturated double bond: An organic-inorganic hybrid polymer containing a hydrolytic polycondensate with an organosilicon compound represented by the following general formula (2) and containing 10 mol% or more of trifunctional siloxane units based on the total siloxane units. The photosensitive composition for volume type hologram recording according to claim 1.

RmSi (OR ′) n General formula (1)
(In the general formula (1), R may be the same or different, and may be an ethylenic double bond-containing group having 1 to 10 carbon atoms, R ′ may be the same or different and represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m + n = 4, m ≧ 1, and n ≧ 1.)

R ″ m′Si (OR ′ ″) n ′ General formula (2)
(In general formula (2), R ″ may be the same or different, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxyl group, vinyl group, acryloyl group, methacryloyl group, epoxy group, amide group, sulfonyl group, hydroxyl group. Alternatively, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having a carboxyl group, R ′ ″ may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m ′ + n ′ = 4, m ′ ≧ 0, n '≧ 1.)
更に、熱可塑性樹脂を含む、請求項1又は2に記載の体積型ホログラム記録用感光性組成物。   Furthermore, the photosensitive composition for volume type hologram recording of Claim 1 or 2 containing a thermoplastic resin. 前記屈折率が1.54以上の光重合性化合物の含有量が光重合性化合物全量に対して20質量%以上であり、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量と光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量の合計が光重合性化合物全量に対して80質量%以上であり、且つ、光重合性基を分子内に1つ有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量と光重合性基を分子内に2つ以上有する屈折率が1.48以上の光重合性化合物の含有量との比が1:10〜10:1である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の体積型ホログラム記録用感光性組成物。   The content of the photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more is 20% by mass or more based on the total amount of the photopolymerizable compound, and the refractive index having one photopolymerizable group in the molecule is 1.48 or more. The total content of the photopolymerizable compound and the content of the photopolymerizable compound having two or more photopolymerizable groups in the molecule and a refractive index of 1.48 or more is 80% by mass with respect to the total amount of the photopolymerizable compound. In addition, the content of the photopolymerizable compound having one photopolymerizable group in the molecule and a refractive index of 1.48 or more and the refractive index having two or more photopolymerizable groups in the molecule are 1. The volume hologram recording photosensitive composition according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio of the photopolymerizable compound content of 48 or more is 1:10 to 10: 1. 主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する、ホログラムを記録するためのホログラム記録層を基材上に備えた、体積型ホログラム記録用感光性基板。   Organic-inorganic hybrid whose main chain is an organic polymer, has a polysiloxane structure in at least one of the side chain and the terminal of the organic polymer, and contains 10 mol% or more of trifunctional siloxane units with respect to the total siloxane units Photosensitive for volume hologram recording, comprising a hologram, a hologram recording layer for recording a hologram, comprising a polymer, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator. substrate. 主鎖が有機重合体で、ポリシロキサン構造を当該有機重合体の側鎖及び末端の少なくともいずれかに有し、三官能性シロキサン単位を全シロキサン単位に対して10モル%以上含む有機−無機ハイブリッドポリマーと、屈折率が1.54以上の光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する、ホログラムを記録するためのホログラム記録層に、ホログラムが記録されたホログラム層を、基材上に備えた、体積型ホログラム記録体。   Organic-inorganic hybrid whose main chain is an organic polymer, has a polysiloxane structure in at least one of the side chain and the terminal of the organic polymer, and contains 10 mol% or more of trifunctional siloxane units with respect to the total siloxane units A hologram recording layer for recording a hologram containing a polymer, a photopolymerizable compound having a refractive index of 1.54 or more, and a photopolymerization initiator, A volume hologram recording body provided.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190069316A (en) * 2017-12-11 2019-06-19 주식회사 엘지화학 Photopolymer composition
WO2019117540A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-20 주식회사 엘지화학 Photopolymer composition
CN110114724A (en) * 2017-09-27 2019-08-09 株式会社Lg化学 Photopolymer compositions
KR20200031429A (en) * 2018-09-14 2020-03-24 주식회사 엘지화학 Holographic media
WO2020067668A1 (en) * 2018-09-27 2020-04-02 주식회사 엘지화학 Hologram medium
JP2021033104A (en) * 2019-08-27 2021-03-01 大日本印刷株式会社 Volume hologram, head-mounted type sensor device
JP2021514486A (en) * 2018-06-01 2021-06-10 エルジー・ケム・リミテッド Photopolymer composition
JP7310316B2 (en) 2019-05-31 2023-07-19 大日本印刷株式会社 volume hologram, retinal scanning display, head-mounted display
US11851515B2 (en) 2019-07-02 2023-12-26 Lg Chem, Ltd. Photopolymer composition

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11079678B2 (en) * 2017-09-27 2021-08-03 Lg Chem, Ltd. Photopolymer composition
CN110114724B (en) * 2017-09-27 2022-12-30 株式会社Lg化学 Photopolymer composition
CN110114724A (en) * 2017-09-27 2019-08-09 株式会社Lg化学 Photopolymer compositions
JP2020516934A (en) * 2017-12-11 2020-06-11 エルジー・ケム・リミテッド Photopolymer composition
CN110461935A (en) * 2017-12-11 2019-11-15 株式会社Lg化学 Photopolymer compositions
WO2019117540A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-20 주식회사 엘지화학 Photopolymer composition
US11126082B2 (en) 2017-12-11 2021-09-21 Lg Chem, Ltd. Photopolymer composition
KR20190069316A (en) * 2017-12-11 2019-06-19 주식회사 엘지화학 Photopolymer composition
JP6991242B2 (en) 2017-12-11 2022-01-14 エルジー・ケム・リミテッド Photopolymer composition
KR102166848B1 (en) 2017-12-11 2020-10-16 주식회사 엘지화학 Photopolymer composition
CN110461935B (en) * 2017-12-11 2021-08-24 株式会社Lg化学 Photopolymer composition
JP2021514486A (en) * 2018-06-01 2021-06-10 エルジー・ケム・リミテッド Photopolymer composition
JP7009018B2 (en) 2018-09-14 2022-01-25 エルジー・ケム・リミテッド Hologram medium
KR102338107B1 (en) * 2018-09-14 2021-12-09 주식회사 엘지화학 Holographic media
JP2021501906A (en) * 2018-09-14 2021-01-21 エルジー・ケム・リミテッド Hologram medium
KR20200031429A (en) * 2018-09-14 2020-03-24 주식회사 엘지화학 Holographic media
CN111279415A (en) * 2018-09-14 2020-06-12 株式会社Lg化学 Hologram medium and optical element
US11307494B2 (en) 2018-09-14 2022-04-19 Lg Chem, Ltd. Hologram medium and optical element
CN112136080A (en) * 2018-09-27 2020-12-25 株式会社Lg化学 Hologram medium
EP3779595A4 (en) * 2018-09-27 2021-10-13 Lg Chem, Ltd. Hologram medium
KR102309427B1 (en) * 2018-09-27 2021-10-05 주식회사 엘지화학 Holographic media
JP2021523424A (en) * 2018-09-27 2021-09-02 エルジー・ケム・リミテッド Hologram medium
KR20200035780A (en) * 2018-09-27 2020-04-06 주식회사 엘지화학 Holographic media
WO2020067668A1 (en) * 2018-09-27 2020-04-02 주식회사 엘지화학 Hologram medium
JP7357992B2 (en) 2018-09-27 2023-10-10 エルジー・ケム・リミテッド hologram medium
CN112136080B (en) * 2018-09-27 2024-01-30 株式会社Lg化学 Hologram medium
JP7310316B2 (en) 2019-05-31 2023-07-19 大日本印刷株式会社 volume hologram, retinal scanning display, head-mounted display
US11851515B2 (en) 2019-07-02 2023-12-26 Lg Chem, Ltd. Photopolymer composition
JP2021033104A (en) * 2019-08-27 2021-03-01 大日本印刷株式会社 Volume hologram, head-mounted type sensor device

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