JP2023116984A - Method for manufacturing optical element - Google Patents

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JP2023116984A JP2022019422A JP2022019422A JP2023116984A JP 2023116984 A JP2023116984 A JP 2023116984A JP 2022019422 A JP2022019422 A JP 2022019422A JP 2022019422 A JP2022019422 A JP 2022019422A JP 2023116984 A JP2023116984 A JP 2023116984A
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麻人 田中
Asato Tanaka
憲 佐藤
Ken Sato
一真 井上
Kazuma Inoue
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Abstract

To manufacture an optical element in which holograms having uniform diffraction efficiency are multiple-recorded.SOLUTION: With a method for manufacturing an optical element, multiple recording of holograms is performed according to an exposure time schedule based on formula (1) with respect to media having a recording layer containing a polymerizable compound and a photopolymerization initiator. [In the formula (1), Tn represents an n-th recording exposure time (millisecond), n represents an integer of one or more and m or less, A represents first recording exposure time (millisecond), m is a total number of times of multiple recording exposure and being an integer of two or more, and x denotes a constant of 0.95 or more.]SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ホログラム記録媒体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a hologram recording medium.

近年、注目を浴びているホログラム記録媒体は、光の干渉、回折現象を利用する記録媒
体である。ホログラムとは、参照光と情報(又は信号)光と呼ばれる2つの光の干渉縞が
作る干渉パターンを記録媒体内部に立体的に記録する記録手法である。ホログラム記録媒
体は記録層に感光材料を含んでおり、感光材料が干渉パターンに応じて化学変化し光学特
性が局所的に変化することによって干渉パターンを記録する。
A holographic recording medium that has been attracting attention in recent years is a recording medium that utilizes light interference and diffraction phenomena. A hologram is a recording technique that three-dimensionally records an interference pattern formed by interference fringes of two lights called reference light and information (or signal) light inside a recording medium. The hologram recording medium contains a photosensitive material in the recording layer, and the photosensitive material undergoes a chemical change in accordance with the interference pattern to locally change the optical properties to record the interference pattern.

ホログラム記録媒体はメモリ用途向けに開発が進められていたが、他の用途としてAR
グラス導光板等の光学素子用途へ適用する検討が行われている。ARグラス用途の場合、
導光板に用いられるホログラム記録された光学素子には広い視野角、可視領域の光に対す
る高い回折効率及び媒体の高い透明性が求められる。
ホログラム記録媒体はどのような光学特性を変化させるかによりいくつかの種類に分け
られるが、一定以上の厚みを有する記録層内屈折率差を生じさせることにより記録を行う
体積型ホログラム媒体が、省スペースかつ高い回折効率、波長選択性を実現できるためA
Rグラス導光板用途に有利であると考えられている。
Hologram recording media have been developed for memory applications, but AR is another application.
Application to optical elements such as glass light guide plates is being studied. For AR glass applications,
Hologram-recorded optical elements used in light guide plates are required to have a wide viewing angle, high diffraction efficiency for light in the visible region, and high transparency of the medium.
Hologram recording media are classified into several types according to the type of change in optical characteristics. Volume hologram media, which perform recording by creating a refractive index difference within a recording layer having a certain thickness or more, are the most popular. A because it can realize space, high diffraction efficiency, and wavelength selectivity
It is believed to be advantageous for R-glass light guide plate applications.

体積型ホログラム記録媒体の例としては、湿式処理や漂白処理が不要なライトワンス形
式があり、その記録層の組成としては、マトリクス樹脂に光活性化合物を相溶させたもの
が一般的である。例えば、記録層として、マトリクス樹脂に、光活性化合物として、光重
合開始剤とラジカル重合やカチオン重合可能な重合性の反応性化合物とを組み合わせたフ
ォトポリマーを用いることが知られている(特許文献1~4)。
An example of a volume holographic recording medium is a write-once type that does not require wet processing or bleaching, and the general composition of the recording layer is a matrix resin in which a photoactive compound is dissolved. For example, it is known to use a photopolymer in which a photopolymerization initiator and a polymerizable reactive compound capable of radical polymerization or cationic polymerization are combined as a matrix resin and a photoactive compound as a recording layer (Patent document 1-4).

ホログラムを記録するとき、参照光と物体光が交差して干渉パターンが形成される部分
にフォトポリマーからなる記録層があると、干渉パターンのうち光強度の高い部分では光
重合開始剤が化学反応を起こし活性物質となり、これが重合性化合物に作用して重合性化
合物が重合する。この際、マトリックス樹脂と重合性化合物から生成する重合物の間で屈
折率に差があると、干渉パターンが屈折率差となって記録層の中に固定化される。また、
重合性化合物が重合する際、周辺から重合性化合物の拡散が起こり、記録層内部で、重合
性化合物またはその重合物の濃度分布が発生する。この原理により、ホログラム記録媒体
に干渉パターンが屈折率差として記録される。
以下、上記のように媒体の記録層を所定の条件で露光することで記録層の光学特性を変
化させる過程を「記録露光」と呼び、この参照光と物体光の交差角度を変えて、同位置に
異なる干渉パターンを重複して記録露光することを「多重記録露光」と呼ぶ。
一方、データ再生時は再生光のみを使用し、照射された再生光は前記干渉パターンに応
じた回折を生じる。この際、再生光の波長が記録光の波長と一致していなくても、前記干
渉パターンとブラッグ条件が成立すれば回折を生じる。したがって回折させたい再生光の
波長と入射角に応じて、対応した干渉パターンを記録しておけば、広い波長域の再生光に
対して回折を生じさせることができ、ARグラスの表示色域を広げることができる。また
、回折光の強さを再生光の強さで除算した値を「回折効率」と呼び、ARグラスにおいて
は、表示されるAR増の明るさと相関がある。つまり、表示色域を広げ、明るいAR像を
得るには、表示色域に応じた干渉パターンを出来るだけ均一な回折効率となるように、多
重記録露光をすることが重要となる。
When recording a hologram, if there is a recording layer made of photopolymer in the area where the interference pattern is formed by the intersection of the reference beam and the object beam, the photopolymerization initiator chemically reacts in the area of the interference pattern where the light intensity is high. to form an active substance, which acts on the polymerizable compound to polymerize the polymerizable compound. At this time, if there is a difference in refractive index between the polymer produced from the matrix resin and the polymerizable compound, the interference pattern becomes a difference in refractive index and is fixed in the recording layer. Also,
When the polymerizable compound is polymerized, diffusion of the polymerizable compound occurs from the periphery, and concentration distribution of the polymerizable compound or its polymer is generated inside the recording layer. Based on this principle, an interference pattern is recorded as a refractive index difference on the hologram recording medium.
Hereinafter, the process of changing the optical characteristics of the recording layer by exposing the recording layer of the medium under predetermined conditions as described above will be referred to as "recording exposure". Recording and exposing different interference patterns at different positions is called "multiple recording exposure".
On the other hand, when reproducing data, only reproducing light is used, and the irradiated reproducing light is diffracted according to the interference pattern. At this time, even if the wavelength of the reproducing light does not match the wavelength of the recording light, diffraction occurs if the interference pattern and the Bragg condition are satisfied. Therefore, if the corresponding interference pattern is recorded according to the wavelength and incident angle of the reproduction light to be diffracted, it is possible to diffract the reproduction light over a wide wavelength range, thereby expanding the display color gamut of the AR glass. can be expanded. Also, the value obtained by dividing the intensity of the diffracted light by the intensity of the reproduced light is called "diffraction efficiency", and in AR glasses, it correlates with the brightness of the displayed AR increase. In other words, in order to widen the display color gamut and obtain a bright AR image, it is important to carry out multiple recording exposure so that the diffraction efficiency of the interference pattern corresponding to the display color gamut is as uniform as possible.

多重記録露光の際に均一な回折効率となるように記録露光する方法として、多重記録露
光が行われるたびに、徐々に参照光と物体光の露光エネルギーを大きくすることが知られ
ている。この露光エネルギーは、光源の光強度と露光時間の積であるから、露光エネルギ
ーを変化させる方法としては、多重記録が進むにつれて、光源の光強度を増大させるか、
光照射する時間を長くする方法が考えられるが、光強度を任意に変化させながら記録露光
をするのは、製造上の効率が悪いことに加えて、光強度に上限もあり、生産には適さない
ため、通常では光照射する時間を、多重記録露光の前に決めておき、光学シャッターなど
で制御する方法が取られる。その方法を「露光時間スケジュール」という(特許文献5)
。しかし、この露光時間スケジュールを均一な回折効率となるように実施することは難し
く、特許文献5に記載されている累積露光時間に対して、実質的な1次関数である直線的
な露光時間スケジュールを行っても、均一な回折効率を得ることは難しい。ここで、累積
露光時間とは、多重記録をする際に当該多重記録が終了するまでの各露光時間の総和を意
味している。
As a method of performing recording exposure so as to obtain a uniform diffraction efficiency during multiple recording exposure, it is known to gradually increase the exposure energy of the reference light and the object light each time multiple recording exposure is performed. Since this exposure energy is the product of the light intensity of the light source and the exposure time, the method for changing the exposure energy is to increase the light intensity of the light source as the multiplex recording progresses, or
A method of lengthening the light irradiation time is conceivable, but recording exposure while changing the light intensity arbitrarily is not suitable for production, because in addition to being inefficient in manufacturing, there is an upper limit to the light intensity. Therefore, usually, the time for light irradiation is determined before multiple recording exposure, and a method of controlling with an optical shutter or the like is adopted. This method is called "exposure time schedule" (Patent Document 5).
. However, it is difficult to implement this exposure time schedule so as to achieve uniform diffraction efficiency. is difficult to obtain uniform diffraction efficiency. Here, the accumulated exposure time means the total sum of exposure times until the end of multiplex recording when performing multiplex recording.

特開2021-12249号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-12249 特開2007-34334号公報JP 2007-34334 A 特開平8-160842号公報JP-A-8-160842 特開2003-156992号公報JP-A-2003-156992 特開2012-141621号公報JP 2012-141621 A

本発明はかかる問題点を鑑みてなされたもので、均一な回折効率を有するホログラムが
多重記録露光された光学素子を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical element in which a hologram having uniform diffraction efficiency is exposed for multiple recording.

本発明者らが鋭意検討した結果、特定の露光時間スケジュールを採用することにより、
ホログラム記録媒体に対して均一な回折効率となる多重記録露光ができることを見出した
As a result of intensive studies by the present inventors, by adopting a specific exposure time schedule,
We have found that multiple recording exposure with uniform diffraction efficiency can be performed on the holographic recording medium.

即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
[1]重合性化合物と光重合開始剤とを含む記録層を有する媒体に対して、下記式(1)
に基づく露光時間スケジュールにてホログラムの多重記録露光を行う、光学素子の製造方
法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] For a medium having a recording layer containing a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, the following formula (1)
A method for manufacturing an optical element, wherein multiple recording exposure of holograms is performed with an exposure time schedule based on.

Figure 2023116984000001
Figure 2023116984000001

式(1)中、Tはn回目の記録露光時間(ミリ秒)、nは1以上m以下の整数、Aは
1回目の記録露光時間(ミリ秒)、mは多重記録露光の総回数であり2以上の整数、xは
0.95以上の定数を示す。
In formula (1), T n is the n-th recording exposure time (milliseconds), n is an integer from 1 to m, A is the first recording exposure time (milliseconds), and m is the total number of multiple recording exposures. is an integer of 2 or more, and x is a constant of 0.95 or more.

[2]前記式(1)のmが20以上である[1]に記載の光学素子の製造方法。
[3]前記式(1)のAが3ミリ秒以上である[1]または[2]に記載の光学素子の製
造方法。
[4]前記式(1)に基づく露光時間スケジュールにて多重記録されたホログラムの回折
効率の平均が0.2以上となる[1]~[3]のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
[5]前記式(1)に基づく露光時間スケジュールにて多重記録された各ホログラムの回
折効率の分散が0.3以下でなる[1]~[4]のいずれかに記載の光学素子の製造方法
[2] The method for producing an optical element according to [1], wherein m in formula (1) is 20 or more.
[3] The method for producing an optical element according to [1] or [2], wherein A in formula (1) is 3 milliseconds or longer.
[4] The method for manufacturing an optical element according to any one of [1] to [3], wherein the average diffraction efficiency of holograms multiple-recorded according to the exposure time schedule based on the formula (1) is 0.2 or more. .
[5] Manufacture of the optical element according to any one of [1] to [4], wherein the dispersion of the diffraction efficiency of each hologram multiple-recorded according to the exposure time schedule based on the formula (1) is 0.3 or less. Method.

本発明によれば、均一な回折効率を有する光学素子を製造することができる。 According to the present invention, an optical element having uniform diffraction efficiency can be manufactured.

露光時間スケジュールのパラメータを決定する際のフローチャートである。Fig. 4 is a flow chart for determining parameters of an exposure time schedule; ホログラム記録装置の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an example of a hologram recording device; FIG. 非直線的な露光時間スケジュール(実施例3)にて多重記録露光された光学素子の再生測定例である。It is an example of reproduction measurement of an optical element subjected to multiple recording exposure with a non-linear exposure time schedule (Example 3). 直線的な露光時間スケジュール(比較例1)にて多重記録露光された光学素子の再生測定例である。It is an example of reproduction measurement of an optical element subjected to multiple recording exposure with a linear exposure time schedule (comparative example 1).

以下に本発明の光学素子の製造方法の実施形態を詳細に説明するが、以下の説明は、本
発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの
内容に特定されない。
Embodiments of the method for manufacturing an optical element of the present invention will be described in detail below. Not specified in these contents.

(本発明のホログラム記録媒体の製造方法)
本発明は、媒体の記録層に参照光と物体光による干渉パターンの多重記録露光を行うこ
とによる光学素子の製法方法に関するものである。
この多重記録露光は、重合性化合物と光重合開始剤とを含む記録層を有する媒体を予め
設定した条件に基づき、例えば参照光と物体光の入射角度が変わるように回転させ、同じ
場所に各入射角度に基づく干渉パターンを繰り返し記録露光することにより行うことがで
きるが、本発明においては、式(1)に定められる露光時間スケジュールにて多重記録露
光が行なわれる。
(Manufacturing method of hologram recording medium of the present invention)
The present invention relates to a method of manufacturing an optical element by subjecting a recording layer of a medium to multiple recording exposure of an interference pattern of reference light and object light.
In this multiple recording exposure, a medium having a recording layer containing a polymerizable compound and a photopolymerization initiator is rotated based on preset conditions, for example, so that the incident angles of the reference light and the object light are changed, and each recording is performed at the same place. Although it can be performed by repeatedly recording and exposing the interference pattern based on the incident angle, in the present invention, multiple recording exposure is performed according to the exposure time schedule defined by equation (1).

Figure 2023116984000002
Figure 2023116984000002

式(1)中、Tはn回目の記録露光時間(ミリ秒)、nは1以上m以下の整数、Aは
1回目の記録露光時間(ミリ秒)、mは多重記録露光の総回数であり2以上の整数、xは
0.95以上の定数を示す。
In formula (1), T n is the n-th recording exposure time (milliseconds), n is an integer from 1 to m, A is the first recording exposure time (milliseconds), and m is the total number of multiple recording exposures. is an integer of 2 or more, and x is a constant of 0.95 or more.

本発明において参照光とは、媒体に干渉パターンを記録する際の基準となる光で、媒体
の記録層に露光を行う際に物体光と重複させてこの記録層に照射する光である。また、本
発明において物体光とは、ARグラス等に用いられる光学素子として必要な再生光の波長
と回折に応じて、参照光との干渉によって対応した干渉パターンを媒体内にホログラム記
録させるために媒体の記録層に照射する光である。
In the present invention, the reference light is light that serves as a reference when recording an interference pattern on a medium, and is light that irradiates the recording layer of the medium while overlapping with the object light when the recording layer of the medium is exposed. Further, in the present invention, the object light is used as an optical element used in AR glass or the like, in order to hologram-record a corresponding interference pattern in the medium by interference with the reference light according to the wavelength and diffraction of the reproduction light. This is the light that irradiates the recording layer of the medium.

本発明における記録露光に用いることができる光源としては、媒体の記録層中の光重合
開始剤の吸収波長領域で任意に選択可能である。特に好適なものとしては、例えば、ルビ
ー、ガラス、Nd-YAG、Nd-YVO等の固体レーザー;GaAs、InGaAs
、GaN等のダイオードレーザー;ヘリウム-ネオン、アルゴン、クリプトン、エキシマ
、CO等の気体レーザー;色素を有するダイレーザー等の、単色性と指向性に優れたレ
ーザー等が挙げられる。
The light source that can be used for recording exposure in the present invention can be arbitrarily selected within the absorption wavelength region of the photopolymerization initiator in the recording layer of the medium. Particularly suitable are, for example, ruby, glass, solid-state lasers such as Nd-YAG, Nd- YVO4 ; GaAs, InGaAs
, GaN, etc.; gaseous lasers, such as helium-neon, argon, krypton, excimer, CO2 ; dye lasers, etc., which are excellent in monochromaticity and directivity.

本発明における記録露光用の光の波長は、この光重合開始剤の吸収波長領域であればよ
く、紫外領域から可視領域の波長で任意に選択可能であるが好ましくは300nm以上で
あり、さらに好ましくは350nm以上である。また、好ましくは600nm以下であり
、さらに好ましくは450nm以下である。
The wavelength of the light for recording exposure in the present invention may be in the absorption wavelength region of the photopolymerization initiator, and can be arbitrarily selected from the ultraviolet region to the visible region. is greater than or equal to 350 nm. Also, it is preferably 600 nm or less, more preferably 450 nm or less.

本発明において、露光時間スケジュールとは、前記式(1)にて求められるn回目の多
重ホログラム記録時における露光時間T(ミリ秒)のことである。
この式(1)において、Aは1回目(n=1)の記録露光時間(ミリ秒)である。この
Aは、適宜選択することができ、特に限定されるものではないが、より高精度で記録露光
できる傾向にあることから3ミリ秒以上とするのが好ましい。より好ましくは20ミリ秒
以上であり、さらに好ましくは100ミリ秒以上である。一方、記録露光時間が長くなり
すぎると、露光時の空気の揺らぎによる光の干渉性の悪化により、ホログラム記録が阻害
される傾向にあるので、Aは30×10ミリ秒以下であるのが好ましい。より好ましく
は10×10ミリ秒以下である。
In the present invention, the exposure time schedule is the exposure time T n (milliseconds) at the time of n-th multiplex hologram recording obtained by the above equation (1).
In this formula (1), A is the first (n=1) recording exposure time (milliseconds). This A can be selected as appropriate and is not particularly limited, but is preferably set to 3 milliseconds or more because there is a tendency for recording exposure to be performed with higher accuracy. It is more preferably 20 milliseconds or more, and still more preferably 100 milliseconds or more. On the other hand, if the recording exposure time is too long, hologram recording tends to be hindered due to deterioration of light coherence due to air fluctuations during exposure. preferable. More preferably, it is 10×10 3 milliseconds or less.

また式(1)において、mは多重記録露光の総回数(総多重数)である。このmは2以
上であれば任意の整数を設定することができるが、総多重数が少ない場合は、得られる光
学素子から表示色域の広いAR像を得ることが難しい傾向にある。そのため、mは20以
上が好ましく、40以上がより好ましく、60以上がさらに好ましい。一方、総多重数が
多いほど、前記の通り表示色域は広がり、AR像の色再現度が上がるが、多重記録露光に
かかる時間が長くなることで、光学素子の製造効率が低下する傾向にある。従って、mは
300以下が好ましく、200以下がより好ましく、150以下がさらに好ましい。
In equation (1), m is the total number of multiple recording exposures (total multiple number). This m can be set to any integer as long as it is 2 or more, but if the total multiplex number is small, it tends to be difficult to obtain an AR image with a wide display color gamut from the resulting optical element. Therefore, m is preferably 20 or more, more preferably 40 or more, and even more preferably 60 or more. On the other hand, the greater the total number of multiplexes, the wider the display color gamut and the higher the color reproducibility of AR images, as described above, but the longer the time required for multiple recording exposure, the more the manufacturing efficiency of optical elements tends to decrease. be. Therefore, m is preferably 300 or less, more preferably 200 or less, and even more preferably 150 or less.

さらに式(1)において、xは0.95以上の無次元の定数である。xを0.95以上
とすることによって、ホログラムの多重記録露光により得られる光学素子における回折効
率の均一性が向上する傾向にある。より好ましくは0.98以上である。
一方、xが大きくなるほどTが長くなり、光学素子の製造効率が低下する傾向にある
ので、xの上限値は式(1)の分母が常に正の値となる範囲で適宜設定することができる
Furthermore, in formula (1), x is a dimensionless constant of 0.95 or more. Setting x to 0.95 or more tends to improve the uniformity of the diffraction efficiency in the optical element obtained by multiple recording exposure of the hologram. More preferably, it is 0.98 or more.
On the other hand, the larger the value of x, the longer the Tn , which tends to reduce the manufacturing efficiency of the optical element. can.

図1は、式(1)におけるA、x、及びmの値を決定するためのフローチャートの一例
であり、以下、順に説明する。
まず、1回目のテスト多重記録露光を行うための各数値を決める。総多重数mは、上記
の範囲内において任意に設定するとともに、初期設定としてx=1とするとともに、n=
1のときの露光時間Aを100ミリ秒とする。この設定条件にて1回目のテスト多重記録
露光を行い、再生したときの多重記録された各ホログラムの回折効率の分散が0.3以下
となるか判定を行う。
FIG. 1 is an example of a flowchart for determining the values of A, x, and m in equation (1), which will be described in order below.
First, each numerical value for performing the first test multiple recording exposure is determined. The total multiplex number m is arbitrarily set within the above range, and as an initial setting, x = 1 and n =
Assume that the exposure time A at 1 is 100 milliseconds. A first test multiple recording exposure is performed under these setting conditions, and it is determined whether or not the dispersion of the diffraction efficiency of each multiple recorded hologram when reproduced is 0.3 or less.

この分散が0.3より大きい場合は、各数値の調整を行った上で、新しい未露光の同一
仕様の媒体を用いて2回目のテスト多重記録を行い、前記の分散が0.3以下となるかの
判定を再度行う。
例えば、多重数が後半にいくほど回折効率が高くなる場合は、Aを大きくし、多重数が後
半にいくほど回折効率が低くなる場合は、Aを小さくする。また、多重数が前半のときに
回折効率が低く、多重数が進むにつれて回折効率が徐々に大きくなり、後半で再び回折効
率が低下する場合は、xの値を小さくし、多重数に対して各回折効率の変化がこれと逆の
傾向を示す場合には、xの値を大きくする。
2回目のテスト多重記録の分散が0.3より大きい場合は、各数値の調整を行ったテス
ト多重記録露光を繰り返し行い、分散値が0.3以下の所望の値になるまで各数値を調整
する。
If this dispersion is greater than 0.3, after adjusting each numerical value, a second test multiplex recording is performed using a new unexposed medium of the same specification, and the dispersion is found to be 0.3 or less. Make the judgment again.
For example, A is increased when the diffraction efficiency increases as the number of multiplexes goes to the latter half, and A is decreased when the diffraction efficiency decreases as the number of multiplexes goes to the latter half. If the diffraction efficiency is low in the first half of the multiplexing number, gradually increases as the multiplexing number increases, and then decreases again in the latter half of the multiplexing number, the value of x is decreased. If each diffraction efficiency change shows the opposite trend, then the value of x is increased.
When the dispersion of the second test multiplex recording is greater than 0.3, the test multiplex recording exposure with each value adjusted is repeated, and each value is adjusted until the dispersion value reaches the desired value of 0.3 or less. do.

以上の順序で式(1)におけるA、x、及びmの値を決定し、式(1)に基づく露光時
間スケジュールにて、媒体を多重記録露光することによって、記録層中の重合性化合物や
光重合開始剤を余すことなく使い切ることができるとともに、均一な回折効率を有する光
学素子を得ることができる。
By determining the values of A, x, and m in formula (1) in the above order, and subjecting the medium to multiple recording exposure according to the exposure time schedule based on formula (1), the polymerizable compound in the recording layer and An optical element having a uniform diffraction efficiency can be obtained while the photopolymerization initiator can be completely used up.

重合性化合物と光重合開始剤とを含む記録層を有する媒体に対してホログラムの記録露
光を行うと、露光エネルギーに応じた一定量の光重合開始剤が開裂し、一定量の重合性化
合物が重合することで、干渉パターンが媒体中に形成される。この記録露光を繰り返し、
累積露光時間が増加する多重記録露光の後半になると、記録層中の光重合開始剤や光反応
性化合物が減少しているため、多重記録露光の前半と同じ露光エネルギーにて記録露光を
行っても、この前半と同じ強度の干渉パターンを媒体中に形成させることは困難となる。
そこで本発明においては、均一な回折効率を有する光学素子を得るために、前記式(1
)に基づく露光時間スケジュールを採用し、各回の記録露光時における露光エネルギーを
指数関数的に増加させている。
When a medium having a recording layer containing a polymerizable compound and a photopolymerization initiator is subjected to hologram recording exposure, a certain amount of the photopolymerization initiator is cleaved according to the exposure energy, and a certain amount of the polymerizable compound is formed. Polymerization forms an interference pattern in the medium. This recording exposure is repeated,
In the latter half of the multiple recording exposure, when the cumulative exposure time increases, the amount of the photopolymerization initiator and photoreactive compound in the recording layer is reduced. However, it is difficult to form an interference pattern in the medium with the same intensity as in the first half.
Therefore, in the present invention, in order to obtain an optical element having a uniform diffraction efficiency, the above formula (1
) is adopted, and the exposure energy is exponentially increased at each recording exposure.

この露光時間スケジュールの実行に際しては、物理的に光を遮断するシャッターや、液
晶の明暗反転を利用した液晶シャッター等を利用することによって、記録露光時間を制御
することができる。
When executing this exposure time schedule, the recording exposure time can be controlled by using a shutter that physically blocks light, a liquid crystal shutter that utilizes light-dark reversal of liquid crystal, or the like.

本発明にて光学素子を製造する場合、露光阻害の防止を目的として、多重記録露光する
前の媒体に対して前処理露光を行い、媒体の記録層中含まれている重合禁止剤や酸素を失
活させることができる。
また、本発明にて光学素子を製造する場合、干渉パターンの光学素子への固定を目的と
して、多重記録露光後の媒体に対してポスト露光を行い、記録層中の未反応の重合性化合
物や光重合開始剤を安定化させることができる。
この前処理露光やポスト露光に用いる光源としては、LED、UVランプ、キセノンラ
ンプ、水銀灯等があるが、光重合開始剤の吸収波長領域の光を照射できる光源であれば任
意に選択でき、記録露光と同じレーザーを用いることもできる。
When manufacturing an optical element according to the present invention, in order to prevent exposure inhibition, pretreatment exposure is performed on the medium before multiple recording exposure to remove the polymerization inhibitor and oxygen contained in the recording layer of the medium. can be deactivated.
In the case of producing an optical element according to the present invention, post-exposure is performed on the medium after multiple recording exposure for the purpose of fixing the interference pattern to the optical element, and the unreacted polymerizable compound in the recording layer and the A photoinitiator can be stabilized.
Light sources used for this pretreatment exposure and post-exposure include LEDs, UV lamps, xenon lamps, mercury lamps, and the like. The same laser as for exposure can also be used.

本発明により製造された光学素子の回折効率は、参照光を再生光として光学素子に照射
することにより求めることができる。
n回目に記録露光したホログラムからの回折効率ηは、記録した干渉パターンから得
られた回折光強度Idnと再生光の透過光強度Itnの関係から求めることができ、式(
2)により定義される。
The diffraction efficiency of the optical element manufactured according to the present invention can be obtained by irradiating the optical element with reference light as reproduction light.
The diffraction efficiency η n from the hologram recorded and exposed for the nth time can be obtained from the relationship between the diffracted light intensity I dn obtained from the recorded interference pattern and the transmitted light intensity I tn of the reproduced light, and is given by the formula (
2).

Figure 2023116984000003
Figure 2023116984000003

例えば、本発明の光学素子をARグラス導光板に適用する場合は、明るいAR像が得ら
れる傾向にあるため、多重記録露光されたそれぞれのホログラムの回折効率の平均が0.
2以上であるのが好ましい。より好ましくは0.4以上であり、さらに好ましくは0.6
以上である。これらホログラムの回折効率はそれぞれ高いほど好ましいが、原理上1を超
えることはない。
For example, when the optical element of the present invention is applied to an AR glass light guide plate, a bright AR image tends to be obtained.
It is preferably 2 or more. More preferably 0.4 or more, still more preferably 0.6
That's it. The diffraction efficiencies of these holograms are preferably as high as possible, but should not exceed 1 in principle.

本発明では、多重記録露光されたそれぞれホログラムの回折効率の均一性を示す値とし
て、式(3)で表される回折効率の分散σが用いられる。
この分散が小さいほどホログラムの回折効率の均一性が高いことを意味するが、0.3
以下であれば、ARグラス導光板として、充分に均一な色表示性能が得られる傾向にある
ので好ましい。より好ましくは0.2以下であり、さらに好ましくは0.1以下である。
In the present invention, the dispersion σ 2 of the diffraction efficiency expressed by Equation (3) is used as a value indicating the uniformity of the diffraction efficiency of each hologram subjected to multiple recording exposure.
The smaller the dispersion, the higher the uniformity of the diffraction efficiency of the hologram.
If it is below, the AR glass light guide plate tends to have a sufficiently uniform color display performance, which is preferable. It is more preferably 0.2 or less, still more preferably 0.1 or less.

Figure 2023116984000004
Figure 2023116984000004

(式中、ηはn回目に多重記録露光したホログラムの回折効率、ηavgは回折効率の
平均を示す。)
(In the formula, ηn is the diffraction efficiency of the hologram exposed for the n-th multiple recording exposure, and ηavg is the average of the diffraction efficiencies.)

(本発明における媒体の構成要素)
本発明に用いられる媒体は、ホログラム記録用媒体として有用であり、少なくとも重合
性化合物、及び光重合開始剤を含む記録層を有する。このような記録層を形成するための
組成物(以下、「記録層形成用組成物」ともいう)としては、例えば、適当なマトリクス
樹脂に、重合性化合物としてラジカル重合やカチオン重合可能な重合性モノマーと、前記
重合性モノマーの重合を促進する光重合開始剤と、前記重合性モノマーの重合を阻害する
物質である重合阻害剤とを組み合わせたフォトポリマーが好適に用いられる。
(Components of medium in the present invention)
The medium used in the present invention is useful as a hologram recording medium and has a recording layer containing at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator. A composition for forming such a recording layer (hereinafter also referred to as a "recording layer forming composition") includes, for example, an appropriate matrix resin, a polymerizable compound capable of undergoing radical polymerization or cationic polymerization, and A photopolymer obtained by combining a monomer, a photopolymerization initiator that promotes polymerization of the polymerizable monomer, and a polymerization inhibitor that inhibits polymerization of the polymerizable monomer is preferably used.

<ホログラム記録層形成用組成物について>
本発明に係る媒体の記録層は、以下に詳述する記録層形成用組成物により形成される。
ここで、マトリクス樹脂については、通常、記録層形成用組成物を平面基板間に充填後に
重合や架橋させることにより、記録層内に架橋ネットワーク構造として存在せしめること
になるため、記録層形成用組成物には、重合や架橋によりマトリクス樹脂を形成するため
のマトリクス樹脂用組成物の形で含有されることとなる。
つまり、本発明に係る記録層形成用組成物には、重合性モノマー、マトリクス樹脂形成
用組成物、光重合開始剤及び重合阻害剤を含有させることができる。以下、ホログラム記
録層形成用組成物の構成成分について詳述する。
<Regarding composition for forming hologram recording layer>
The recording layer of the medium according to the present invention is formed from a composition for forming a recording layer, which will be described in detail below.
Here, with respect to the matrix resin, the composition for forming the recording layer is usually polymerized or crosslinked after being filled between the flat substrates so that it exists as a crosslinked network structure in the recording layer. It will be contained in the product in the form of a matrix resin composition for forming the matrix resin by polymerization or cross-linking.
That is, the composition for forming a recording layer according to the present invention can contain a polymerizable monomer, a composition for forming a matrix resin, a photopolymerization initiator and a polymerization inhibitor. The constituent components of the composition for forming a hologram recording layer are described in detail below.

<<重合性モノマーについて>>
本発明に係る重合性モノマーとは、後述の光重合開始剤によって重合され得る化合物を
いう。重合性モノマーの種類は特に制限されず、公知の化合物の中から適宜選択すること
が可能である。重合性モノマーの例としては、カチオン重合性モノマー、アニオン重合性
モノマー、ラジカル重合性モノマー等が挙げられる。これらは、何れを使用することもで
き、また二種以上を併用してもよい。
<<About the polymerizable monomer>>
A polymerizable monomer according to the present invention refers to a compound that can be polymerized by a photopolymerization initiator, which will be described later. The type of polymerizable monomer is not particularly limited, and can be appropriately selected from known compounds. Examples of polymerizable monomers include cationically polymerizable monomers, anionically polymerizable monomers, and radically polymerizable monomers. Any of these may be used, or two or more thereof may be used in combination.

カチオン重合性モノマーの例としては、エポキシ化合物、オキセタン化合物、オキソラ
ン化合物、環状アセタール化合物、環状ラクトン化合物、チイラン化合物、チエタン化合
物、ビニルエーテル化合物、スピロオルソエステル化合物、エチレン性不飽和結合化合物
、環状エーテル化合物、環状チオエーテル化合物、ビニル化合物等が挙げられる。カチオ
ン重合性モノマーは、何れか一種を単独で使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ
及び比率で併用してもよい。
Examples of cationic polymerizable monomers include epoxy compounds, oxetane compounds, oxolane compounds, cyclic acetal compounds, cyclic lactone compounds, thiirane compounds, thietane compounds, vinyl ether compounds, spiroorthoester compounds, ethylenically unsaturated bond compounds, and cyclic ether compounds. , cyclic thioether compounds, vinyl compounds, and the like. One of the cationic polymerizable monomers may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio.

アニオン重合性モノマーの例としては、炭化水素モノマー、極性モノマー等が挙げられ
る。炭化水素モノマーの例としては、スチレン、α-メチルスチレン、ブタジエン、イソ
プレン、ビニルピリジン、ビニルアントラセン、およびこれらの誘導体等が挙げられる。
極性モノマーの例としては、メタクリル酸エステル類、アクリル酸エステル類、ビニルケ
トン類、イソプロペニルケトン類、その他の極性モノマーなどが挙げられる。アニオン重
合性モノマーは、何れか一種を単独で使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び
比率で併用してもよい。
Examples of anionically polymerizable monomers include hydrocarbon monomers, polar monomers, and the like. Examples of hydrocarbon monomers include styrene, α-methylstyrene, butadiene, isoprene, vinylpyridine, vinylanthracene, derivatives thereof, and the like.
Examples of polar monomers include methacrylates, acrylates, vinyl ketones, isopropenyl ketones, other polar monomers, and the like. Any one of the anion polymerizable monomers may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio.

ラジカル重合性モノマーの例としては、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、(メ
タ)アクリルアミド類、ビニルエステル類、ビニル化合物、スチレン類、スピロ環含有化
合物等が挙げられる。ラジカル重合性モノマーは、何れか一種を単独で使用してもよく、
二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。上記の中でも、ラジカル重合す
る際の立体障害の点から(メタ)アクリロイル基を有する化合物がより好ましい。
上記重合性モノマーにおいて、分子内にハロゲン原子(ヨウ素、塩素、臭素など)を有
する化合物や複素原子(窒素、硫黄、酸素など)を有する化合物が、屈折率が高く好まし
い。上記の中でも、複素環構造を有するものがより高い屈折率を得られることから好まし
い。
Examples of radically polymerizable monomers include (meth)acryloyl group-containing compounds, (meth)acrylamides, vinyl esters, vinyl compounds, styrenes, spiro ring-containing compounds, and the like. Any one of the radically polymerizable monomers may be used alone,
You may use two or more types together by arbitrary combinations and ratios. Among the above, a compound having a (meth)acryloyl group is more preferable from the viewpoint of steric hindrance during radical polymerization.
Among the above polymerizable monomers, a compound having a halogen atom (iodine, chlorine, bromine, etc.) or a heteroatom (nitrogen, sulfur, oxygen, etc.) in the molecule is preferable because of its high refractive index. Among the above, those having a heterocyclic structure are preferable because a higher refractive index can be obtained.

<<マトリクス樹脂及びマトリクス樹脂形成用組成物について>>
本発明に係るマトリクス樹脂とは、重合反応又は架橋反応によって結合形成された架橋
ネットワーク構造を持つ硬化物をいい、マトリクス樹脂形成用組成物とは、重合反応及び
架橋反応による結合形成前のマトリクス樹脂前駆体をいう。
マトリクス樹脂は、架橋ネットワーク構造を有するが故に、重合性モノマーや光重合開
始剤の運動性を適度に抑制することで、記録層中の重合性モノマーや光重合開始剤を空間
的に均一に分散した状態を安定に保つ役割を有している。また、マトリクス樹脂は記録層
中に生成した重合体との絡み合いなどにより重合体の拡散を抑制することで、記録情報が
消去されることを防いでいる。更に、液体状態と比べて高い弾性率を有するため、記録層
の物理的形状を保持するなどの役割を有する。
<<Regarding the matrix resin and the composition for forming the matrix resin>>
The matrix resin according to the present invention refers to a cured product having a crosslinked network structure formed by a polymerization reaction or a crosslinking reaction. Precursor.
Since the matrix resin has a crosslinked network structure, it moderately suppresses the mobility of the polymerizable monomer and the photopolymerization initiator, thereby spatially and uniformly dispersing the polymerizable monomer and the photopolymerization initiator in the recording layer. It has a role to keep stable state. In addition, the matrix resin prevents the recorded information from being erased by suppressing diffusion of the polymer by entanglement with the polymer generated in the recording layer. Furthermore, since it has a higher elastic modulus than the liquid state, it has a role of retaining the physical shape of the recording layer.

マトリクス樹脂形成用組成物としては、重合反応又は架橋反応により結合形成させた後
も重合性モノマーやその重合体、及び、光重合開始剤との十分な相溶性を維持しうるもの
であれば、特に制限されず、好ましくは、分子中にイソシアネート基、水酸基、メルカプ
ト基、エポキシ基、アミノ基およびカルボキシ基からなる群から選ばれる官能基を、少な
くとも2以上有する化合物を単独で用いてもよいし、複数組み合わせて用いてもよい。
As the composition for forming the matrix resin, if it can maintain sufficient compatibility with the polymerizable monomer, its polymer, and the photopolymerization initiator even after bonding is formed by a polymerization reaction or a cross-linking reaction, There are no particular restrictions, and preferably a compound having at least two functional groups selected from the group consisting of isocyanate groups, hydroxyl groups, mercapto groups, epoxy groups, amino groups and carboxy groups in the molecule may be used alone. , may be used in combination.

これらの化合物を単独もしくは複数組み合わせて、架橋ネットワーク構造となるある種
の化学結合を実現する例としては、以下のような例が挙げられる。即ち、イソシアネート
基を有する化合物同士の反応によりイソシアヌレート結合を形成させること、イソシアネ
ート基を有する化合物と、分子内に活性水素を有する化合物、例えば、水酸基やメルカプ
ト基、アミノ基、カルボキシ基を含む化合物を組み合わせてウレタン結合、チオウレタン
結合、尿素結合、アミド結合などを形成させること、水酸基を有する化合物とカルボキシ
基を有する化合物を組み合わせてエステル結合を形成させること、アミノ基を有する化合
物とカルボキシ基を有する化合物を組み合わせてアミド結合を形成させること、エポキシ
基を有する化合物同士の反応によりエーテル結合を形成させること、エポキシ基と水酸基
の組み合わせによりエーテル結合を形成させること、エポキシ基を有する化合物とアミノ
基を有する化合物の組み合わせによりアミン結合を形成させること、さらには、これらを
含む複数種の結合形成をさせることなどが考えられる。
Examples of realizing a certain chemical bond forming a crosslinked network structure by using these compounds alone or in combination include the following examples. That is, the reaction between compounds having an isocyanate group to form an isocyanurate bond, a compound having an isocyanate group and a compound having an active hydrogen in the molecule, such as a compound containing a hydroxyl group, a mercapto group, an amino group, or a carboxy group. to form a urethane bond, a thiourethane bond, a urea bond, an amide bond, etc., a compound having a hydroxyl group and a compound having a carboxy group to form an ester bond, a compound having an amino group and a carboxy group Forming an amide bond by combining compounds having an epoxy group, forming an ether bond by reacting compounds having an epoxy group, forming an ether bond by combining an epoxy group and a hydroxyl group, a compound having an epoxy group and an amino group It is conceivable to form an amine bond by a combination of compounds having and further to form a plurality of types of bonds including these.

中でも、イソシアネート基を有する化合物と、イソシアネート反応性官能基として分子
内に2つ以上の水酸基を有する化合物との組み合わせは、マトリクス樹脂構造の選択の自
由度が高い点や臭気のない点で好ましい。
イソシアネート基を有する化合物としては、例えば、イソシアン酸、イソシアン酸ブチ
ル、イソシアン酸オクチル、ジイソシアン酸ブチル、ジイソシアン酸ヘキシル(HMDI
)、イソホロジイソシアネート(IPDI)、1,8-ジイソシアナト-4-(イソシア
ナトメチル)オクタン、2,2,4-及び/又は2,4,4-トリメチルヘキサメチレン
ジイソシアネート、異性体ビス(4,4’-イソシアナトシクロヘキシル)メタン及び任
意の異性体含量を有するその混合物、イソシアナトメチル-1,8-オクタンジイソシア
ネート、1,4-シクロヘキシレンジイソシアネート、異性体シクロヘキサンジメチレン
ジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-及び/又は2,6-
トルエンジイソシアネート、1,5-ナフレチレンジイソシアネート、2,4’-又は4
,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート及び/又はトリフェニルメタン4,4’,4
’’-トリイソシアネートなどが挙げられる。
Among them, a combination of a compound having an isocyanate group and a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule as an isocyanate-reactive functional group is preferable in that the matrix resin structure can be selected with a high degree of freedom and that there is no odor.
Examples of compounds having an isocyanate group include isocyanic acid, butyl isocyanate, octyl isocyanate, butyl diisocyanate, hexyl diisocyanate (HMDI
), isophorodiisocyanate (IPDI), 1,8-diisocyanato-4-(isocyanatomethyl)octane, 2,2,4- and/or 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isomeric bis(4, 4′-isocyanatocyclohexyl)methane and mixtures thereof with any isomeric content, isocyanatomethyl-1,8-octane diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, isomeric cyclohexanedimethylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and/or 2,6-
toluene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 2,4'- or 4
,4′-diphenylmethane diisocyanate and/or triphenylmethane 4,4′,4
''-triisocyanate and the like.

また、ウレタン、ウレア、カルボジイミド、アクリルウレア、イソシアヌレート、アロ
ファネート、ビウレット、オキサジアジントリオン、ウレットジオン及び/又はイミノオ
キサジアジンジオン構造を有するイソシアネート誘導体の使用も可能である。これらは何
れか一種を単独で使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよ
い。
It is also possible to use isocyanate derivatives having urethane, urea, carbodiimide, acrylic urea, isocyanurate, allophanate, biuret, oxadiazinetrione, uretdione and/or iminooxadiazinedione structures. Any one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

イソシアネート反応性官能基として分子内に2つ以上の水酸基を有する化合物の例とし
ては、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリ
コール等のグリコール類;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプ
タンジオール、テトラメチレングリコール等のジオール類;ビスフェノール類、又はこれ
らの多官能アルコールをポリエチレンオキシ鎖やポリプロピレンオキシ鎖で修飾した化合
物;グリセリン、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、ペンタントリオール、ヘ
キサントリオール、デカントリオール等のトリオール類などのこれらの多官能アルコール
をポリエチレンオキシ鎖やポリプロピレンオキシ鎖で修飾した化合物;多官能ポリオキシ
ブチレン;多官能ポリカプロラクトン;多官能ポリエステル;多官能ポリカーボネート;
多官能ポリプロピレングリコールなどが挙げられる。これらは何れか一種を単独で使用し
てもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Examples of compounds having two or more hydroxyl groups in the molecule as isocyanate-reactive functional groups include glycols such as ethylene glycol, triethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, and neopentyl glycol; butanediol , Pentanediol, hexanediol, heptanediol, diols such as tetramethylene glycol; bisphenols, or compounds obtained by modifying these polyfunctional alcohols with polyethyleneoxy or polypropyleneoxy chains; glycerin, trimethylolpropane, butanetriol, pentane Triol, hexanetriol, compounds obtained by modifying these polyfunctional alcohols such as triols such as decanetriol with a polyethyleneoxy chain or polypropyleneoxy chain; polyfunctional polyoxybutylene; polyfunctional polycaprolactone; polyfunctional polyester; polyfunctional polycarbonate;
polyfunctional polypropylene glycol and the like. Any one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

マトリクス樹脂を形成する場合、例えば、エポキシ基を有する化合物とアミノ基を有す
る化合物の組み合わせなどは、マトリクス樹脂形成用組成物の結合形成の反応速度が比較
的高いため、室温で放置することによって短時間で結合形成反応が進行することでマトリ
クス樹脂が形成されるものがある。
その一方で、例えば、マトリクス樹脂構造の選択の自由度が高くマトリクス樹脂形成用
組成物として好ましい組み合わせである、イソシアネート基を有する化合物と水酸基を有
する化合物の組み合わせなどは、その結合形成の反応速度は高くなく、室温で数日間放置
しても結合形成が完結せずマトリクス樹脂が形成されない場合がある。そのような結合形
成反応速度の低いマトリクス樹脂形成用組成物を用いる場合には、一般的な化学反応と同
様に、加熱することによりマトリクス樹脂形成用組成物の結合形成反応を促進することが
できる。従って、マトリクス樹脂形成用組成物によっては、両基板間に記録層形成用組成
物を充填後、マトリクス樹脂の形成のために適宜加熱することが好ましい。
When forming the matrix resin, for example, a combination of a compound having an epoxy group and a compound having an amino group has a relatively high bond formation reaction rate of the composition for forming the matrix resin. Some matrix resins are formed as bond-forming reactions proceed over time.
On the other hand, for example, a combination of a compound having an isocyanate group and a compound having a hydroxyl group, which is a preferable combination as a composition for forming a matrix resin because of the high degree of freedom in selecting the matrix resin structure, has a reaction rate for bond formation. The temperature is not high, and there are cases where the bond formation is not completed and the matrix resin is not formed even after being left at room temperature for several days. When a matrix resin-forming composition having such a low bond-forming reaction rate is used, the bond-forming reaction of the matrix resin-forming composition can be promoted by heating, as in general chemical reactions. . Therefore, depending on the composition for forming the matrix resin, it is preferable to appropriately heat the mixture after filling the space between the substrates with the composition for forming the recording layer in order to form the matrix resin.

さらに、適当な触媒を用いることによっても、マトリクス樹脂形成用組成物の結合形成
反応を促進することができる。そのような触媒の例として、ビス(4-t-ブチルフェニ
ル)ヨードニウムパーフルオロー1-ブタンスルホン酸、ビス(4-t-ブチルフェニル
)ヨードニウムp-トルエンスルホン酸などのオニウム塩類、塩化亜鉛、塩化すず、塩化
鉄、塩化アルミニウム、BF3、などのルイス酸を主成分にした触媒、塩酸、リン酸、な
どのプロトン酸、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジメチ
ルベンジルアミン、ジアザビシクロウンデセンなどのアミン類、2-メチルイミダゾール
、2-エチル-4-メチルイミダゾール、トリメリット酸1-シアノエチル-2-ウンデ
シルイミダゾリルウム、などのイミダゾール類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭
酸カリウムなどの塩基類、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレート、ジブチ
ルスズオクトエートなどのスズ触媒、トリス(2-エチルヘキサナート)ビスマス、トリ
ベンゾイルオキシビスマス、三酢酸ビスマス、トリス(ジメチルジオカルバミン酸)ビス
マス、水酸化ビスマスなどのビスマス触媒が挙げられる。触媒は以上の何れか一種を単独
で使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Furthermore, the bond-forming reaction of the matrix resin-forming composition can also be promoted by using a suitable catalyst. Examples of such catalysts include onium salts such as bis(4-t-butylphenyl)iodonium perfluoro-1-butanesulfonate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium p-toluenesulfonate, zinc chloride, Lewis acid-based catalysts such as tin chloride, iron chloride, aluminum chloride, and BF3; protic acids such as hydrochloric acid and phosphoric acid; trimethylamine, triethylamine, triethylenediamine, dimethylbenzylamine, and diazabicycloundecene; Amines, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and potassium carbonate , tin catalysts such as dibutyltin laurate, dioctyltin laurate, dibutyltin octoate, tris(2-ethylhexanate) bismuth, tribenzoyloxybismuth, bismuth triacetate, tris(dimethyldiocarbamate) bismuth, bismuth hydroxide, etc. of bismuth catalysts. Any one of the above catalysts may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

<<光重合開始剤について>>
本発明に係る光重合開始剤とは、光の照射によってカチオン、アニオン、ラジカルを発
生するものをいい、上述の重合性モノマーの重合に寄与する。光重合開始剤の種類は特に
制限はなく、重合性モノマーの種類等に応じて適宜選択することができる。
カチオン光重合開始剤は、公知のカチオン光重合開始剤であれば、何れを用いることも
可能である。例としては芳香族オニウム塩等が挙げられる。具体例としては、SbF
、BF 、AsF 、PF 、CFSO 、B(C 等のアニオン
成分と、ヨウ素、硫黄、窒素、リン等の原子を含む芳香族カチオン成分とからなる化合物
が挙げられる。中でも、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルフォニウム塩等が
好ましい。上記例示したカチオン光重合開始剤は、何れか一種を単独で使用してもよく、
二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<<About the photoinitiator>>
The photopolymerization initiator according to the present invention is one that generates cations, anions, and radicals upon irradiation with light, and contributes to the polymerization of the polymerizable monomers described above. The type of photopolymerization initiator is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of polymerizable monomer and the like.
Any known cationic photopolymerization initiator can be used as the cationic photopolymerization initiator. Examples include aromatic onium salts and the like. As a specific example, SbF 6 -
, BF 4 , AsF 6 , PF 6 , CF 3 SO 3 , B(C 6 F 5 ) 4 and other anion components, and aromatic cation components containing atoms such as iodine, sulfur, nitrogen and phosphorus. A compound consisting of Among them, diaryliodonium salts, triarylsulfonium salts and the like are preferable. Any one of the cationic photopolymerization initiators exemplified above may be used alone,
You may use two or more types together by arbitrary combinations and ratios.

アニオン光重合開始剤は、公知のアニオン光重合開始剤であれば、何れを用いることも
可能である。例としてはアミン類等が挙げられる。アミン類の例としては、ジメチルベン
ジルアミン、ジメチルアミノメチルフェノール、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]
ウンデセン-7等のアミノ基含有化合物、およびこれらの誘導体;イミダゾール、2-メ
チルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、およ
びその誘導体;等が挙げられる。上記例示したアニオン光重合開始剤は、何れか一種を単
独で使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Any known anionic photopolymerization initiator can be used as the anionic photopolymerization initiator. Examples include amines and the like. Examples of amines include dimethylbenzylamine, dimethylaminomethylphenol, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]
amino group-containing compounds such as undecene-7, and derivatives thereof; imidazole compounds such as imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and derivatives thereof; Any one of the anionic photopolymerization initiators exemplified above may be used alone, or two or more thereof may be used in combination in any desired ratio.

ラジカル光重合開始剤は、公知のラジカル光重合開始剤であれば、何れを用いることも
可能である。例としては、ホスフィンオキシド化合物、アゾ化合物、アジド化合物、有機
過酸化物、有機硼素酸塩、オニウム塩類、ビスイミダゾール誘導体、チタノセン化合物、
ヨードニウム塩類、有機チオール化合物、ハロゲン化炭化水素誘導体、オキシムエステル
化合物等が用いられる。上記例示したラジカル光重合開始剤は、何れか一種を単独で使用
してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Any known radical photopolymerization initiator can be used as the radical photopolymerization initiator. Examples include phosphine oxide compounds, azo compounds, azide compounds, organic peroxides, organic borate salts, onium salts, bisimidazole derivatives, titanocene compounds,
Iodonium salts, organic thiol compounds, halogenated hydrocarbon derivatives, oxime ester compounds and the like are used. Any one of the radical photopolymerization initiators exemplified above may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

他の例としては、イミダゾール誘導体やオキサジアゾール誘導体、ナフタレン、ペリレ
ン、ピレン、アントラセン、クマリン、クリセン、p-ビス(2-フェニルエテニル)ベ
ンゼン及びそれらの誘導体、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、Al(CNO
などのアルミニウム錯体、ルブレン、ペリミドン誘導体、ベンゾピラン誘導体、ロー
ダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン、フェニルピリ
ジン錯体、ポルフィリン錯体、ポリフェニレンビニレン系材料等が挙げられる。
Other examples include imidazole derivatives, oxadiazole derivatives, naphthalene, perylene, pyrene, anthracene, coumarin, chrysene, p-bis(2-phenylethenyl)benzene and their derivatives, quinacridone derivatives, coumarin derivatives, Al ( C9H6NO _
) 3 , rubrene, perimidone derivatives, benzopyran derivatives, rhodamine derivatives, benzothioxanthene derivatives, azabenzothioxanthenes, phenylpyridine complexes, porphyrin complexes, and polyphenylenevinylene-based materials.

<<重合阻害剤について>>
本発明に係る重合阻害剤とは、前記重合性モノマーの重合反応を阻害するものを指し、
必要に応じて用いることができるものである。例えば、ホログラム記録がなされる前の記
録層において、保存環境におけるわずかな光や熱により重合開始剤や重合性モノマーが発
生したラジカルにより重合性モノマーの重合反応が開始されてしまうといった、予期せぬ
重合反応の進行を阻害し、媒体のホログラム記録前の保存安定性を改善する効果がある。
<<About the polymerization inhibitor>>
The polymerization inhibitor according to the present invention refers to those that inhibit the polymerization reaction of the polymerizable monomer,
It can be used as needed. For example, in the recording layer before hologram recording, radicals generated by the polymerization initiator or polymerizable monomer due to slight light or heat in the storage environment may cause the polymerization reaction of the polymerizable monomer to start. It has the effect of inhibiting the progress of the polymerization reaction and improving the storage stability of the medium before hologram recording.

重合阻害剤の種類は、前記重合性モノマーの重合反応を阻害出来れば特に制限されない
。具体的には、例えば、リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム等のホスフィン酸塩類
、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2-プロパンチオール、2-メルカプトエ
タノール、チオフェノール等のメルカプタン類、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒ
ド等のアルデヒド類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、トリクロロエチレン
、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類、テルピノレン、α-テルピネン、β-
テルピネン、γ-テルピネン等のテルペン類、1、4-シクロヘキサジエン、1,4-シ
クロヘプタジエン、1,4-シクロオクタジエン、1、4-ヘプタジエン、1,4-ヘキ
サジエン、2-メチル-1,4-ペンタジエン、3,6-ノナンジエン-1-オール、9
,12-オクタデカジエノール等の非共役ジエン類、リノレン酸、γ-リノレン酸、リノ
レン酸メチル、リノレン酸エチル、リノレン酸イソプロピル、リノレン酸無水物等のリノ
レン酸類、リノール酸、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸イソプロピル
、リノール酸無水物等のリノール酸類、エイコサペンタエン酸、エイコサペンタエン酸エ
チル等のエイコサペンタエン酸類、ドコサヘキサエン酸、ドコサヘキサエン酸エチル等の
ドコサヘキサエン酸類、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、p-メトキシフェノ
ール、ジフェニル-p-ベンゾキノン、ベンゾキノン、ハイドロキノン、ピロガロール、
レソルシノール、フェナントラキノン、2,5-トルキノン、ベンジルアミノフェノール
、p-ジヒドロキシベンゼン、2,4,6-トリメチルフェノールなどの、ブチルヒドロ
キシトルエン等のフェノール誘導体、o-ジニトロベンゼン、p-ジニトロベンゼン、m
-ジニトロベンゼン等のニトロベンゼン誘導体、N-フェニル-1-ナフチルアミン、N
-フェニル-2-ナフチルアミン、クペロン、フェノチアジン、タンニン酸、p-ニトロ
ソアミン、クロラニル、アニリン、ヒンダードアニリン、塩化鉄(III)、塩化銅(I
I)、トリエチルアミン、ヒンダードアミン、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン
1-オキシルを含むニトロキシラジカル、トリフェニルメチルラジカル、及び酸素等があ
げられる。これらの成分は従来公知の材料をいずれか一種を単独で用いてもよく、二種以
上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
The type of polymerization inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit the polymerization reaction of the polymerizable monomer. Specifically, for example, phosphinates such as sodium phosphate and sodium hypophosphite, mercaptans such as mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, 2-propanethiol, 2-mercaptoethanol and thiophenol, acetaldehyde and propionaldehyde. Aldehydes such as acetone, ketones such as methyl ethyl ketone, halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene and perchlorethylene, terpinolene, α-terpinene, β-
terpenes such as terpinene and γ-terpinene, 1,4-cyclohexadiene, 1,4-cycloheptadiene, 1,4-cyclooctadiene, 1,4-heptadiene, 1,4-hexadiene, 2-methyl-1 ,4-pentadiene, 3,6-nonanedien-1-ol, 9
, 12-octadecadienol and other non-conjugated dienes, linolenic acid, γ-linolenic acid, methyl linolenate, ethyl linolenate, isopropyl linolenate, linolenic acids such as linolenic anhydride, linoleic acid, methyl linoleate, Linoleic acids such as ethyl linoleate, isopropyl linoleate and linoleic anhydride, eicosapentaenoic acid and eicosapentaenoic acids such as ethyl eicosapentaenoate, docosahexaenoic acid and docosahexaenoic acids such as ethyl docosahexaenoate, 2,6-di-t- butyl-p-cresol, p-methoxyphenol, diphenyl-p-benzoquinone, benzoquinone, hydroquinone, pyrogallol,
Resorcinol, phenanthraquinone, 2,5-toluquinone, phenol derivatives such as butylhydroxytoluene such as benzylaminophenol, p-dihydroxybenzene, 2,4,6-trimethylphenol, o-dinitrobenzene, p-dinitrobenzene , m
- nitrobenzene derivatives such as dinitrobenzene, N-phenyl-1-naphthylamine, N
- phenyl-2-naphthylamine, cupferron, phenothiazine, tannic acid, p-nitrosamine, chloranil, aniline, hindered aniline, iron(III) chloride, copper(I) chloride
I), triethylamine, hindered amines, nitroxy radicals including 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl, triphenylmethyl radicals, and oxygen. As these components, conventionally known materials may be used singly, or two or more of them may be used in any combination and ratio.

<<その他の添加剤について>>
記録層形成用組成物に含まれるその他の成分としては、溶媒、可塑剤、分散剤、レベリ
ング剤、消泡剤、接着促進剤、相溶化剤、増感剤などがあげられる。これらの成分は従来
公知の材料をいずれか一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせおよび比
率で併用してもよい。
<<About other additives>>
Other components contained in the recording layer-forming composition include solvents, plasticizers, dispersants, leveling agents, antifoaming agents, adhesion promoters, compatibilizers and sensitizers. As these components, conventionally known materials may be used singly, or two or more of them may be used in any combination and ratio.

<<各材料の含有率等について>>
本実施の形態に係る記録層形成用組成物における各成分の含有率は、本発明の主旨に反
しない限り任意であるが、各成分の割合は組成物の全質量を基準に以下の範囲であること
が好ましい。
マトリクス樹脂は、合計で通常0.1質量%以上であり、好ましくは10質量%以上、
さらに好ましくは35質量%以上である。また通常99.9質量%以下であり、好ましく
は99質量%以下、より好ましくは98質量%以下である。マトリクス樹脂の含有率を上
記の下限値以上とすることで、記録層を形成することが容易となる。
<<Regarding the content of each material>>
The content of each component in the composition for forming a recording layer according to the present embodiment is arbitrary as long as it does not violate the gist of the present invention. Preferably.
The total amount of the matrix resin is usually 0.1% by mass or more, preferably 10% by mass or more,
More preferably, it is 35% by mass or more. Moreover, it is usually 99.9% by mass or less, preferably 99% by mass or less, and more preferably 98% by mass or less. By making the content of the matrix resin equal to or higher than the above lower limit, it becomes easy to form the recording layer.

マトリクス樹脂形成促進に用いられる硬化触媒の含有率は、上記マトリクス形成成分の
結合形成速度を考慮して決定することが好ましく、通常5質量%以下、好ましくは4質量
%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。また0.005質量%以上用いることが
好ましい。
重合性モノマーの含有率は通常0.1質量%以上であり、好ましくは1質量%以上、よ
り好ましくは2質量%以上である。また通常80質量%以下であり、好ましくは50質量
%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。重合性モノマーの含有率が上記の下限
値より多いことで十分な回折効率が得られ、上記の上限値より少ないことで記録層の相溶
性が保たれる。
The content of the curing catalyst used to promote formation of the matrix resin is preferably determined in consideration of the bond formation rate of the matrix-forming components, and is usually 5% by mass or less, preferably 4% by mass or less, and more preferably 1% by mass. % or less. Moreover, it is preferable to use 0.005 mass % or more.
The content of the polymerizable monomer is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more. Also, it is usually 80% by mass or less, preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less. Sufficient diffraction efficiency can be obtained when the content of the polymerizable monomer is more than the above lower limit, and the compatibility of the recording layer is maintained when it is less than the above upper limit.

光重合開始剤の含有率は通常0.1質量%以上、好ましくは0.3質量%以上であり、
通常20質量%以下、好ましくは18質量%以下、より好ましくは16質量%以下である
。光重合開始剤の含有率が上記の下限値より多いことで、十分な記録感度が得られる。
重合阻害剤の含有率は通常、0.001質量%以上、好ましくは0.005質量%以上
である。また、通常30重量%以下、好ましくは10重量%以下である。重合阻害剤の含
有量が上記範囲内にあることで、わずかな光や熱により発生したラジカルにより開始する
予期せぬ重合反応の進行を阻害することができる。
その他の成分の総量は、通常30質量%以下であり、15質量%以下が好ましく、5質
量%以下がより好ましい。
The content of the photopolymerization initiator is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.3% by mass or more,
It is usually 20% by mass or less, preferably 18% by mass or less, more preferably 16% by mass or less. Sufficient recording sensitivity can be obtained when the content of the photopolymerization initiator is higher than the above lower limit.
The content of the polymerization inhibitor is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.005% by mass or more. Moreover, it is usually 30% by weight or less, preferably 10% by weight or less. When the content of the polymerization inhibitor is within the above range, it is possible to inhibit the progress of an unexpected polymerization reaction initiated by radicals generated by a slight amount of light or heat.
The total amount of other components is usually 30% by mass or less, preferably 15% by mass or less, more preferably 5% by mass or less.

<記録層の膜厚について>
本発明における記録層の厚みは、好ましくは0.1mm以上、3.0mm以下でありよ
り好ましくは0.3mm以上、2mm以下である。この範囲であれば、ホログラム記録媒
体における多重記録の際、各ホログラムの選択性が高くなり、多重記録の度合いを高くで
きる傾向にある。また記録光波長における記録層の光透過率を高く維持でき、厚み方向に
わたって記録層全体に均一な記録をすることが可能となり、S/N比の高い多重記録が実
現できる傾向にある。
<Regarding the film thickness of the recording layer>
The thickness of the recording layer in the present invention is preferably 0.1 mm or more and 3.0 mm or less, more preferably 0.3 mm or more and 2 mm or less. Within this range, the selectivity of each hologram tends to be high during multiplex recording on the hologram recording medium, and the degree of multiplex recording can be increased. In addition, the light transmittance of the recording layer at the wavelength of the recording light can be maintained at a high level, enabling uniform recording over the entire recording layer in the thickness direction, and there is a tendency to realize multiplex recording with a high S/N ratio.

本発明における媒体は、記録層と、必要に応じて、更に支持体やその他の層を備える。
通常、媒体は支持体を有し、記録層やその他の層は、この支持体上に積層されて媒体を構
成する。ただし、記録層またはその他の層が、媒体に必要な強度や耐久性を有する場合に
は、媒体は支持体を有していなくてもよい。その他の層の例としては、保護層、反射層、
反射防止層(反射防止膜)等が挙げられる。
The medium in the present invention comprises a recording layer and, if necessary, a support and other layers.
A medium usually has a support, and a recording layer and other layers are laminated on this support to constitute the medium. However, if the recording layer or other layers have the strength and durability required for the medium, the medium need not have a support. Examples of other layers include protective layers, reflective layers,
An antireflection layer (antireflection film) and the like are included.

<支持体>
支持体は、媒体に必要な強度および耐久性を有しているものであれば、その詳細に特に
制限はなく、任意の支持体を使用することができる。
支持体の形状にも制限は無いが、通常は平板状またはフィルム状に形成される。
支持体を構成する材料にも制限は無く、透明であっても不透明であってもよい。
<Support>
There are no particular restrictions on the details of the support, as long as it has the strength and durability required for the medium, and any support can be used.
The shape of the support is also not limited, but it is usually formed into a flat plate shape or a film shape.
There are no restrictions on the material that constitutes the support, and it may be transparent or opaque.

支持体の材料として透明なものを挙げると、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフトエート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、アモル
ファスポリオレフィン、ポリスチレン、酢酸セルロース等の有機材料;ガラス、シリコン
、石英等の無機材料が挙げられる。この中でも、ポリカーボネート、アクリル、ポリエス
テル、アモルファスポリオレフィン、ガラス等が好ましく、特に、ポリカーボネート、ア
クリル、アモルファスポリオレフィン、ガラスがより好ましい。
Examples of transparent support materials include acrylic, polyethylene terephthalate,
Organic materials such as polyethylene naphthoate, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, amorphous polyolefin, polystyrene and cellulose acetate; and inorganic materials such as glass, silicon and quartz. Among these, polycarbonate, acryl, polyester, amorphous polyolefin, glass and the like are preferable, and polycarbonate, acryl, amorphous polyolefin and glass are particularly preferable.

一方、支持体の材料として不透明なものを挙げると、アルミニウム等の金属;前記の透
明支持体上に金、銀、アルミニウム等の金属、または、フッ化マグネシウム、酸化ジルコ
ニウム等の誘電体をコーティングしたものなどが挙げられる。
On the other hand, examples of opaque support materials include metals such as aluminum; and transparent supports coated with metals such as gold, silver, and aluminum, or dielectrics such as magnesium fluoride and zirconium oxide. things, etc.

支持体の厚みにも特に制限は無いが、通常は0.05mm以上、1mm以下の範囲とす
ることが好ましい。支持体の厚みが上記下限値以上であれば、媒体の機械的強度を得るこ
とができ、基板の反りを防止できる。また支持体の厚みが上記上限値以下であれば、光の
透過量が保たれ、コストの上昇を抑えることができる。
Although the thickness of the support is not particularly limited, it is usually preferably in the range of 0.05 mm or more and 1 mm or less. When the thickness of the support is at least the above lower limit value, the medium can have sufficient mechanical strength and the substrate can be prevented from warping. Further, when the thickness of the support is equal to or less than the above upper limit, the amount of light transmitted can be maintained, and an increase in cost can be suppressed.

また、支持体の表面に表面処理を施してもよい。この表面処理は、通常、支持体と記録
層との接着性を向上させるためになされる。表面処理の例としては、支持体にコロナ放電
処理を施したり、支持体上に予め下塗り層を形成したりすることが挙げられる。ここで、
下塗り層の組成物としては、ハロゲン化フェノール、または部分的に加水分解された塩化
ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
Moreover, the surface of the support may be subjected to a surface treatment. This surface treatment is usually carried out to improve the adhesion between the support and the recording layer. Examples of the surface treatment include subjecting the support to corona discharge treatment and previously forming an undercoat layer on the support. here,
Compositions for the undercoat layer include halogenated phenols, or partially hydrolyzed vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, polyurethane resins, and the like.

更に、表面処理は、接着性の向上以外の目的で行なってもよい。その例としては、例え
ば、金、銀、アルミニウム等の金属を素材とする反射コート層を形成する反射コート処理
;フッ化マグネシウムや酸化ジルコニウム等の誘電体層を形成する誘電体コート処理等が
挙げられる。また、これらの層は、単層で形成してもよく、2層以上を形成してもよい。
また、これらの表面処理は、基板の気体や水分の透過性を制御する目的で設けても良い
。例えば記録層を挟む支持体にも気体や水分の透過性を抑制する働きを持たせることによ
りより一層媒体の信頼性を向上させることができる。
Furthermore, the surface treatment may be performed for purposes other than improving adhesion. Examples thereof include reflective coating processing for forming a reflective coating layer made of metal such as gold, silver and aluminum; dielectric coating processing for forming a dielectric layer such as magnesium fluoride and zirconium oxide. be done. Moreover, these layers may be formed as a single layer, or may be formed as two or more layers.
Moreover, these surface treatments may be provided for the purpose of controlling the gas or moisture permeability of the substrate. For example, the reliability of the medium can be further improved by giving the support sandwiching the recording layer a function of suppressing gas and moisture permeability.

また、支持体は、本発明における媒体の記録層の上側および下側の何れか一方にのみ設
けてもよく、両方に設けてもよい。但し、記録層の上下両側に支持体を設ける場合、支持
体の少なくとも何れか一方は、活性エネルギー線(励起光、参照光、再生光など)を透過
させるように、透明に構成する。
また、記録層の片側または両側に支持体を有する媒体の場合、透過型または反射型のホ
ログラムが記録可能である。また、記録層の片側に反射特性を有する支持体を用いる場合
は、反射型のホログラムが記録可能である。
更に、支持体にデータアドレス用のパターニングを設けてもよい。この場合のパターニ
ング方法に制限は無いが、例えば、支持体自体に凹凸を形成してもよく、後述する反射層
にパターンを形成してもよく、これらを組み合わせた方法により形成してもよい。
Further, the support may be provided either on the upper side or the lower side of the recording layer of the medium in the present invention, or may be provided on both sides. However, when supports are provided on both upper and lower sides of the recording layer, at least one of the supports should be transparent so as to transmit active energy rays (excitation light, reference light, reproduction light, etc.).
Also, in the case of media having a support on one or both sides of the recording layer, transmission or reflection holograms can be recorded. In addition, when a support having reflective properties is used on one side of the recording layer, a reflective hologram can be recorded.
Furthermore, the support may be provided with patterning for data addressing. In this case, the patterning method is not limited, but for example, unevenness may be formed on the support itself, a pattern may be formed on the reflective layer described later, or a combination of these methods may be used.

<保護層>
保護層は、記録層の酸素や水分による感度低下や保存安定性の劣化等の影響を防止する
ための層である。保護層の具体的構成に制限は無く、公知のものを任意に適用することが
可能である。例えば、水溶性ポリマー、有機/無機材料等からなる層を保護層として形成
することができる。
保護層の形成位置は、特に制限はなく、例えば記録層表面や、記録層と支持体との間に
形成してもよく、また支持体の外表面側に形成してもよい。また支持体と他の層との間に
形成してもよい。
<Protective layer>
The protective layer is a layer for preventing influences such as deterioration of sensitivity and storage stability due to oxygen and moisture in the recording layer. There is no restriction on the specific configuration of the protective layer, and any known configuration can be applied. For example, a layer made of a water-soluble polymer, an organic/inorganic material, or the like can be formed as a protective layer.
The formation position of the protective layer is not particularly limited. For example, it may be formed on the surface of the recording layer, between the recording layer and the support, or formed on the outer surface side of the support. It may also be formed between the support and another layer.

<反射層>
反射層は、媒体を反射型のホログラム媒体として構成する際に形成される。反射型のホ
ログラム記録媒体の場合、反射層は支持体と記録層との間に形成されていてもよく、支持
体の外側面に形成されていてもよいが、通常は、支持体と記録層との間にあることが好ま
しい。
反射層としては、公知のものを任意に適用することができ、例えば金属の薄膜等を用い
ることができる。
<Reflective layer>
The reflective layer is formed when the medium is configured as a reflective hologram medium. In the case of a reflective hologram recording medium, the reflective layer may be formed between the support and the recording layer, or may be formed on the outer surface of the support. preferably between
As the reflective layer, a known layer can be arbitrarily applied, and for example, a metal thin film or the like can be used.

<反射防止膜>
本発明における媒体を透過型および反射型の何れのホログラム記録媒体として構成する
際には、物体光および読み出し光が入射および出射する側や、あるいは記録層と支持体と
の間に、反射防止膜を設けてもよい。反射防止膜は、光の利用効率を向上させ、かつゴー
スト像の発生を抑制する働きをする。
反射防止膜としては、公知のものを任意に用いることができる。
<Anti-reflection film>
When the medium of the present invention is constructed as a hologram recording medium of either transmission type or reflection type, an antireflection film is provided on the side on which the object light and the reading light are incident and emitted, or between the recording layer and the support. may be provided. The antireflection film works to improve the efficiency of light utilization and to suppress the generation of ghost images.
Any known antireflection film can be used.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を逸脱しな
い限り、以下の実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as it does not depart from the gist of the invention.

[使用原料]
実施例、比較例で用いた組成物原料は以下の通りである。
(イソシアネート基を有する化合物)
・デュラネートTMTSS-100:ヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシア
ネート(NCO17.6%)(旭化成社製)
(イソシアネート反応性官能基を有する化合物)
・プラクセルPCL-205U:ポリカプロラクトンジオール(分子量530、ダイセ
ル社製)
・プラクセルPCL-305:ポリカプロラクトントリオール(分子量550、ダイセ
ル社製)
(重合性モノマー)
・HLM201:2-[[2,2-ビス(4-ジベンゾチオフェニルチオメチル)-3
-(4-ジベンゾチオフェニルチオ)プロポキシ]カルボニルアミノ]エチルアクリレー

(光重合開始剤)
・HLI02:1-(9-エチル-6-シクロヘキサノイル-9H-カルバゾール-3
-イル)-1-(O-アセチルオキシム)グルタル酸メチル
(硬化触媒)
・トリス(2-エチルヘキサノエート)ビスマスのオクチル酸溶液(有効成分量56重
量%、重合阻害剤)
・4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシルフリーラ
ジカル(TEMPOL、東京化成社製)
[raw materials used]
Composition raw materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.
(Compound having an isocyanate group)
・ Duranate TM TSS-100: Hexamethylene diisocyanate-based polyisocyanate (NCO 17.6%) (manufactured by Asahi Kasei Corporation)
(Compound having an isocyanate-reactive functional group)
・ Plaxel PCL-205U: polycaprolactone diol (molecular weight 530, manufactured by Daicel)
・ Plaxel PCL-305: polycaprolactone triol (molecular weight 550, manufactured by Daicel)
(Polymerizable monomer)
・ HLM201: 2-[[2,2-bis(4-dibenzothiophenylthiomethyl)-3
-(4-dibenzothiophenylthio)propoxy]carbonylamino]ethyl acrylate (photoinitiator)
· HLI02: 1-(9-ethyl-6-cyclohexanoyl-9H-carbazole-3
-yl)-1-(O-acetyloxime) methyl glutarate (curing catalyst)
・ Tris(2-ethylhexanoate) bismuth octylic acid solution (56% by weight of active ingredient, polymerization inhibitor)
・ 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl free radical (TEMPOL, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)

<<TEMPOLマスターバッチの調製>>
デュラネートTMTSS-100:2.97gに、TEMPOL:0.03gを溶解さ
せた。次いでここへトリス(2-エチルヘキサノエート)ビスマスのオクチル酸溶液:0
.0003gを溶解させた後、減圧下、45℃で撹拌し、2時間反応させた。
<<Preparation of TEMPOL masterbatch>>
TEMPOL: 0.03 g was dissolved in Duranate TM TSS-100: 2.97 g. Then here tris(2-ethylhexanoate)bismuth in octylic acid: 0
. After dissolving 0003 g, the mixture was stirred at 45° C. under reduced pressure and reacted for 2 hours.

<<記録層用組成物の調製とホログラム記録媒体の作成>>
<ホログラム記録用媒体>
デュラネートTMTSS-100:5.8207gに、重合性モノマーHLM201:
2.0811g、光重合開始剤HLI02:0.0749g、TEMPOLマスターバッ
チ:2.8095gを溶解させてA液とした。
別に、プラクセルPCL-205U:3.949gとプラクセルPCL-305(ポリ
カプロラクトントリオール(分子量550)):3.949gを混合し(プラクセルPC
L-205U:プラクセルPCL-305=50:50(重量比))、トリス(2-エチ
ルヘキサノエート)ビスマスのオクチル酸溶液:0.00025gを溶解させてB液とし
た。
<<Preparation of composition for recording layer and production of hologram recording medium>>
<Hologram recording medium>
Duranate TM TSS-100: 5.8207 g, polymerizable monomer HLM201:
2.0811 g, photopolymerization initiator HLI02: 0.0749 g, and TEMPOL masterbatch: 2.8095 g were dissolved to obtain liquid A.
Separately, Praxel PCL-205U: 3.949 g and Praxel PCL-305 (polycaprolactone triol (molecular weight 550)): 3.949 g were mixed (Plaxel PC
L-205U: Plaxel PCL-305 = 50:50 (weight ratio)) and tris(2-ethylhexanoate)bismuth in octyl acid solution: 0.00025 g were dissolved to prepare solution B.

A液を減圧下で2時間脱気し、B液を減圧下で45℃にて2時間脱気した後、A液5.
1955gとB液3.8045gを攪拌混合した。
続いて、厚さ0.5mmのスペーサーシートを対向する2端辺部にのせたスライドガラ
スの上に、上記混合液を流し込み、その上にスライドガラスをかぶせ、クリップで周辺を
固定して80℃で24時間加熱してホログラム記録媒体用組成物評価用サンプルを作製し
た。この評価用サンプルは、カバーとしてのスライドガラス間に、厚さ0.5mmの記録
層が形成されたものである。
Liquid A was degassed under reduced pressure for 2 hours, and liquid B was degassed under reduced pressure at 45° C. for 2 hours.
1955 g and 3.8045 g of liquid B were stirred and mixed.
Subsequently, the mixed solution was poured onto a slide glass with a spacer sheet of 0.5 mm thickness placed on two opposite edges, and the slide glass was placed on top of it. was heated for 24 hours to prepare a sample for evaluating the composition for a hologram recording medium. In this evaluation sample, a recording layer with a thickness of 0.5 mm was formed between slide glasses as a cover.

<<ホログラム記録媒体の製造>>
<ホログラム記録装置>
図2は、媒体へのホログラム記録に用いた装置の概要を示す構成図である。
図2中、Sはホログラム記録媒体のサンプルであり、M1、M2は何れもミラーを示す
。CSは露光時間制御シャッターであり、BSはビームシャッターである。PBSは偏光
ビームスプリッタであり、LEDはポスト露光用の光源(THORLAB社製の中心波長
405nmのLED)であり、LDは波長405nmの光を発する記録光用レーザー光源
(波長405nm付近の光が得られるTOPTICA Photonics製シングルモ
ードレーザー)を示し、PD1、PD2はフォトディテクタを示す。
<<Production of hologram recording medium>>
<Hologram recording device>
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of an apparatus used for hologram recording on a medium.
In FIG. 2, S is a sample of the hologram recording medium, and both M1 and M2 are mirrors. CS is the exposure time control shutter and BS is the beam shutter. PBS is a polarizing beam splitter, LED is a light source for post-exposure (an LED with a center wavelength of 405 nm manufactured by THORLAB), and LD is a laser light source for recording light that emits light with a wavelength of 405 nm (light around 405 nm is obtained). A single-mode laser manufactured by TOPTICA Photonics) is shown, and PD1 and PD2 are photodetectors.

<ホログラム記録露光>
LDから発生した波長405nmの光をPBSにより分割し、それらを物体光(M1側
)および参照光(M2側)とみなして、2本のビームのなす角が59.3°になるように
記録面上にて交差するように照射した。このとき、2本のビームのなす角の2等分線(以
下、光軸と記載)がホログラム記録媒体の記録層の記録面に対して垂直になるようにし、
更に、分割によって得られた2本のビームの電場ベクトルの振動面は、交差する2本のビ
ームを含む平面と垂直になるようにした。上記の場合を0°とし、ビームシャッターは開
き、2本のビームの入射方向は固定したまま、ホログラム記録媒体の向きを多重記録露光
する角度より外側の角度に変えて、前処理露光として露光時間制御シャッターを650ミ
リ秒開き、物体光および参照光を照射し、10秒間暗状態でラジカルクエンチャーとして
働く酸素の失活を待った。その後、記録面の光軸に対する角度を少しずつ変えながら、表
1のm、A、及びxの値を有する前記式(1)の露光時間スケジュールに基づいて露光時
間制御シャッターを開き、総多重数72、100、及び180のホログラム記録を行った
。このとき、ビーム1本あたりの露光パワー密度は10.2mW/cmである。また、
各実施例及び各比較例の露光時間スケジュールは、総露光時間が同一になるように設定さ
れている。
<Hologram recording exposure>
Light with a wavelength of 405 nm generated from the LD is split by a PBS, and these are regarded as object light (M1 side) and reference light (M2 side), and recorded so that the angle formed by the two beams is 59.3°. Irradiation was performed so as to intersect on the surface. At this time, the bisector of the angle formed by the two beams (hereinafter referred to as the optical axis) is set perpendicular to the recording surface of the recording layer of the hologram recording medium,
Furthermore, the vibration planes of the electric field vectors of the two beams obtained by splitting were made perpendicular to the plane containing the two intersecting beams. The above case is assumed to be 0°, the beam shutter is opened, the direction of incidence of the two beams is fixed, and the direction of the hologram recording medium is changed to an angle outside the multiple recording exposure angle. The control shutter was opened for 650 milliseconds, the object beam and the reference beam were illuminated, and the deactivation of oxygen acting as a radical quencher was waited in the dark for 10 seconds. Then, while gradually changing the angle of the recording surface with respect to the optical axis, the exposure time control shutter is opened based on the exposure time schedule of formula (1) having the values of m, A, and x in Table 1, and the total number of multiplexes is Hologram recordings of 72, 100 and 180 were made. At this time, the exposure power density per beam is 10.2 mW/cm 2 . Also,
The exposure time schedules for each example and each comparative example are set so that the total exposure time is the same.

<ポスト露光>
多重記録露光後、前記回転角度を0°に戻し、暗状態で120秒の信号成長時間を待ち
、ポスト露光用光源LEDを4J/cm照射して記録の固定化を行った。
<Post-exposure>
After the multi-recording exposure, the rotation angle was returned to 0°, a signal growth time of 120 seconds was waited in a dark state, and the post-exposure light source LED was irradiated at 4 J/cm 2 to fix the recording.

<ホログラム記録再生>
図2のビームシャッターを閉じて、ミラーM2側の光を参照光として、記録したホログ
ラムの再生を行った。PD1に検出される光強度を回折光Idn、PD2に検出される光
強度を透過光Itnとして、各干渉パターンから回折された光の回折効率ηの値を計算
した。このとき、前処理露光した際の干渉パターンによる回折も同様に再生されるが、多
重数には含めない。
<Hologram recording and reproduction>
The beam shutter in FIG. 2 was closed, and the recorded hologram was reproduced using the light on the side of the mirror M2 as reference light. Assuming that the light intensity detected by PD1 is the diffracted light I dn and the light intensity detected by PD2 is the transmitted light Itn , the diffraction efficiency η n of the light diffracted from each interference pattern was calculated. At this time, the diffraction caused by the interference pattern during the preprocessing exposure is also reproduced, but is not included in the number of multiplexes.

<判定基準>
回折効率の分散σと回折効率の平均ηavgとの関係から、以下評価基準を設定した

◎:σ≦0.1かつ0.6≦ηavg
〇:σ≦0.2かつ0.4≦ηavg<0.6、又は0.1<σ≦0.2かつ0
.6≦ηavg
△:σ≦0.3かつηavg<0.4、又は0.2<σ≦0.3かつ0.4≦η
avg
×:0.3<σ
<Judgment Criteria>
Based on the relationship between the dispersion σ 2 of the diffraction efficiency and the average η avg of the diffraction efficiency, the following evaluation criteria were set.
◎: σ 2 ≤ 0.1 and 0.6 ≤ η avg
○: σ 2 ≤ 0.2 and 0.4 ≤ η avg < 0.6, or 0.1 < σ 2 ≤ 0.2 and 0
. 6≦η avg
Δ: σ 2 ≤ 0.3 and η avg < 0.4, or 0.2 < σ 2 ≤ 0.3 and 0.4 ≤ η
avg
×: 0.3< σ2

<評価結果>
表1のm、A、及びxに基づく上記式1の露光時間スケジュールにて得られる光学素子
の回折効率を表1に示す。
図3と図4は、それぞれ実施例3と比較例1にて、ホログラムを多重記録露光して得ら
れた光学素子の再生結果である。
<Evaluation results>
Table 1 shows the diffraction efficiencies of the optical elements obtained with the exposure time schedule of Equation 1 based on m, A, and x in Table 1.
FIGS. 3 and 4 show the results of reconstruction of the optical element obtained by multiple recording exposure of the hologram in Example 3 and Comparative Example 1, respectively.

Figure 2023116984000005
Figure 2023116984000005

実施例及び比較例から、式(1)に基づく露光時間スケジュールを用いて多重記録露光
を行うと、得られる光学素子の回折効率の分散が有意に小さくなり、回折効率の平均も高
くなることが確認された。
From the examples and comparative examples, when multiple recording exposure is performed using the exposure time schedule based on formula (1), the dispersion of the diffraction efficiency of the resulting optical element is significantly reduced, and the average diffraction efficiency is also increased. confirmed.

本発明の光学素子の製造方法は、特にARグラス導光板等に用いられる光学素子におい
て、表示色域を広げ、明るいAR像を得るための均一な回折効率を記録する手段として有
用である。
The method for manufacturing an optical element of the present invention is useful as a means for widening the display color gamut and recording uniform diffraction efficiency for obtaining a bright AR image, particularly in optical elements used in AR glass light guide plates and the like.

図2
S ホログラム記録用媒体
M1,M2 ミラー
LD 記録光用半導体レーザー光源
PD1,PD2 フォトディテクタ
LED ポスト露光用LED光源
BS ビームシャッター
PBS 偏光ビームスプリッタ
CS 露光時間制御シャッター
Figure 2
S Hologram recording medium M1, M2 Mirror LD Semiconductor laser light source for recording light PD1, PD2 Photodetector LED LED light source for post-exposure BS Beam shutter PBS Polarization beam splitter CS Exposure time control shutter

Claims (5)

重合性化合物と光重合開始剤とを含む記録層を有する媒体に対して、下記式(1)に基
づく露光時間スケジュールにてホログラムの多重記録を行う、光学素子の製造方法。
Figure 2023116984000006
[式(1)中、Tはn回目の記録露光時間(ミリ秒)、nは1以上m以下の整数、Aは
1回目の記録露光時間(ミリ秒)、mは多重記録露光の総回数であり2以上の整数、xは
0.95以上の定数を示す。]
A method for producing an optical element, wherein multiple recording of holograms is performed on a medium having a recording layer containing a polymerizable compound and a photopolymerization initiator according to an exposure time schedule based on the following formula (1).
Figure 2023116984000006
[In formula (1), T n is the n-th recording exposure time (milliseconds), n is an integer of 1 or more and m or less, A is the first recording exposure time (milliseconds), and m is the total number of multiple recording exposures. is the number of times and is an integer of 2 or more, and x is a constant of 0.95 or more. ]
前記式(1)のmが20以上である、請求項1に記載の光学素子の製造方法。 2. The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein m in formula (1) is 20 or more. 前記式(1)のAが3ミリ秒以上である、請求項1又は2に記載の光学素子の製造方法
3. The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein A in the formula (1) is 3 milliseconds or longer.
前記式(1)に基づく露光時間スケジュールにて多重記録されたホログラムの回折効率
の平均が0.2以上である、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の光学素子の製造
方法。
The method for manufacturing an optical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the average diffraction efficiency of holograms multiplexed and recorded according to the exposure time schedule based on the formula (1) is 0.2 or more. .
前記式(1)に基づく露光時間スケジュールにて多重記録された各ホログラムの回折効
率の分散が0.3以下である、請求項1~請求項4いずれか一項に記載の光学素子の製造
方法。
The method for manufacturing an optical element according to any one of claims 1 to 4, wherein the dispersion of the diffraction efficiency of each hologram multiple-recorded according to the exposure time schedule based on the formula (1) is 0.3 or less. .
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