JP2896461B2 - ホログラムの製造法 - Google Patents

ホログラムの製造法

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靖 大江
国宏 市村
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  • Holo Graphy (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、レーザ光線、特にヘリウム−カドミウム、
アルゴンレーザ光に対して高感度で感光し、しかも解像
性及び保存安定性に優れ、大量複製の可能なホログラム
の製造法に関するものである。
<従来技術およびその課題> ホログラフィは、情報を担った物体光を参照光が干渉
し、その結果形成された干渉縞を記録するもので、近
年、三次元ディスプレイ、干渉測定、光学素子、情報機
器等への応用がなされつつある。
一方、干渉縞を記録する形態としては、色の濃淡で記
録する振幅型と、表面の凹凸や屈折率の変化で記録する
位相型に大別できるが、再生時の回折効率は後者の方が
はるかに優れているため、記録材料としても位相型に適
した材料が要求される。
位相型記録材料として、高品質な画像を得るための基
本的な要素としては、高解像度大きな屈折率変化
高い透明性などがあげられる。以上を兼備え、しかも、
画像形成後も長期間安定なものが望まれる。
現在、実用に供されている記録材料としては、銀塩乾
板(フィルム)、重クロム酸ゼラチン乾板、サーモプラ
スチック感光材料、感光性樹脂材料などがあげられる。
このうち、感光性樹脂材料は高解像度、保存安定性の
点から位相型記録材料に適しているといえる。さらに、
表面レリーフを形成するような材料を用いれば、安価で
しかも大量複製が可能となるので、近年、幅広く用いら
れている。しかしながら、現在実用に供されている感光
性樹脂材料は、おもにo−ナフトキノンジアジド類を感
光基とするものであるため、可視域での感度が極めて低
く長時間の露光を要するという欠点を有していた。
これに対して、感度向上を目的とした可視光用感光性
樹脂材料として、いくつかの提案がなされている。特開
昭60−22129号公報においてp−フェニレンジアクリレ
ート基を側鎖に持つ光架橋型感光性樹脂材料が示されて
いるが、これは、ネガ型であるため、現像時の画線部の
膨潤等による解像度の低下および、基板との接着性の低
下等が起こりやすい。
これに対しポジ型材料の高感度化としては、特開昭57
−176035号公報において、メタクリレート側鎖にオレフ
ィンを導入したポリマーとメルカプト酸と重合開始剤か
らなる組成物、特開昭59−45439号公報においては、光
照射で発生した酸を触媒として加水分解をおこすp−t
−ブトキシカルボニルスチレンポリマーからなる組成物
などが示されている。しかしながら、これらのポジ型組
成物は、紫外光域での感度向上をはかったものであり、
可視域での感度は低く、さらに、現像液を用いたいわゆ
る湿式現像処理が必要であり、ホログラム記録のような
高解像度時では干渉縞の流れやクラックが入りやすく再
現性に難点が生ずる。
本発明者は、以上の問題点を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、本発明を成すに至ったものである。
<課題を解決するための手段> すなわち本発明は、下記(A)および(B)に増感剤
を加えてなる感光層を支持体上に形成し、パターン状に
露光後、現像液を用いることなく、加熱のみで表面レリ
ーフ像を形成することを特徴とするホログラムの製造法
である。
(A)一般式(I) −COO−R1 …(I) (式中のR1は酸により容易に加水分解を起こす置換基を
示す。) で表わされる構造単位を少なくともひとつ有する高分子
化合物。
(B)光照射によって強酸を発生する光酸発生剤。
本発明で用いられる一般式(I)で表わされる構造単
位を少なくともひとつ有する高分子化合物としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等のエ
ステル高分子化合物であり、具体的には、それらのテト
ラヒドロフリルエステル、テトラヒドロピラニルエステ
ル、2−フェニル−2−プロピル、2−(p−アニシ
ル)−2−プロピル、2−(p−ビフェニリル)−2−
プロピル、4′,4″−ジメトキシベンゾヒドリルエステ
ル等の高分子化合物、あるいは、スチレン、α−メチル
スチレン、ノボラック樹脂等のオキシカルボネート化合
物で、具体的に、前記記載のオキシカルボニルスチレン
等をあげることができるがこの限りではない。
光照射によって強酸を発生する化合物としては、一般
式(III) (式中のR4、R5は水素原子、低級アルキル基、メトキシ
基またはニトロ基を示し、X-はハロゲンイオン、BF4、P
F6または、AsF6を示す。)で表わされる化合物である。
本発明で用いられる一般式(III)で表わされる化合物
としては、 Macromolecules,10,1307(1977).に記載の化合物、例
えば、ジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウ
ム、(p−アニシル)フェニルヨードニウム、ビス(m
−ニトロフェニル)ヨードニウム、ビス(p−t−ブチ
ルフェニル)などのヨードニウムのクロリド、ブロミド
あるいは、ホウフッ化塩、ヘキサフルオロフォスフェー
ト塩、ヘキサフルオロアルセネート塩をあげることがで
きる。
ジアリールヨードニウム塩の増感剤である一般式(I
I)で表わされるジアルキルアミノフェニル化合物とし
ては、以下の化合物を例示することが出来る。
本発明のホログラムの製造法に用いる記録材料に含有
されるジアリールヨードニウム塩の量は、ジアリールヨ
ードニウム塩:高分子化合物の重量比で1:3から1:50ま
での範囲をとることが可能であり、好ましくは1:5から
1:10の範囲である。さらに、ジアリールヨードニウム塩
と増感剤との重量比は約50:1から1:1の範囲であり、好
ましくは4:1から2:1の範囲である。
また、記録材料には、所望に応じて公知のバインダ
ー、可塑剤などの添加剤を加えてもよい。
本法に適した光源としては、ヘリウム−カドミウム、
アルゴンレーザの他、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、高圧
キセノン灯が利用できる。
これらの光源を用いて所定時間パターン状に露光した
後、記録体を暗所で加熱する。加熱温度は60〜120℃で
ある。これ以下であれば、画像形成に要する時間は著し
く長くなるし、これ以上にしても画像形成の時間を短縮
することができない。加熱時間は加熱温度に依存する
が、1〜20分、好ましくは、2〜10分である。また、加
熱を水蒸気で飽和した状態で行うと、画像形成に必要な
露光時間を短縮することが可能となり、さらに、本発明
のホログラムの製造法における記録材料の感度を向上さ
せることができる。
以下実施例をもって本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明は、これに限定するものではない。
<実施例> <実施例1> 4′,4″−ジメトキシベンゾヒドリルメタクリレート
(DMOBHMA)の重合体10g(Mw=20500)を20重量%のジ
グライム(diglyme)溶液に調製したものにジフェニル
ヨードニウム・ヘキサフルオロフォスフェートと2−ベ
ンゾイル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)−2−
プロペンニトリルをそれぞれ20重量%および10重量%に
なるように添加し感光液とした。
これを5インチ角のガラス基板上に膜厚が1.0〜1.5μ
mになるようにスピン塗布した。これを80℃で20分間プ
リベークすることによりホログラム用感材を得た。これ
をアルゴンレーザの488nmの輝線で第1図の如き光学系
を用いて露光した。光強度は両光束の和で0.08mW/cm
2(R/S=7/1)である。露光後の感材を100℃で10分間加
熱することによりレインボウホログラムを得た。このホ
ログラムは、波長488nmで約1100本/mmの空間周波数を有
し、その露光エネルギーは、60mJ/cm2であった。
<実施例2> 実施例1においてDMOBHMA重合体のかわりにテトラヒ
ドロピラニルメタクリレート重合体を使用し、実施例1
と同様の処方でレインボウホログラムを得た。このホロ
グラムは、波長488nmで約1300本/mmの空間周波数を有
し、その露光エネルギーは、3mJ/cm2であった。
<発明の効果> 本発明によるホログラムの製造法によれば、感光層と
して、高解像度でしかも高感度なポジ型材料を用いてお
り、湿式現像処理が不要であるため、感光層の表面にパ
ターン状に露光後、現像液を用いることなく、加熱のみ
にてレリーフ像を形成できるので、ホログラムの作成工
程が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明においてホログラム作成に使用される装
置の一例を略式に示した説明図である。 1:レーザ発振器 2:レーザビーム 3:反射ミラー 4:ビームスプリッター 5:レンズ 6:スペーシャルフィルター 7:スリット 8:マスターホログラム 9:記録材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−98051(JP,A) 特開 昭60−78443(JP,A) 特開 昭60−257444(JP,A) 特開 昭60−92302(JP,A) 特開 昭60−258204(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03H 1/02 G03H 1/18 G03F 7/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記(A)および(B)に増感剤を加えて
    なる感光層を支持体上に形成し、パターン状に露光後、
    現像液を用いることなく、加熱のみで表面レリーフ像を
    形成することを特徴とするホログラムの製造法。 (A)一般式(I) −COO−R1 …(I) (式中のR1は酸により容易に加水分解を起こす置換基を
    示す。) で表わされる構造単位を少なくともひとつ有する高分子
    化合物。 (B)光照射によって強酸を発生する光酸発生剤。
  2. 【請求項2】前記光酸発生剤として、ジアリールヨード
    ニウム塩を用いることを特徴とする請求項1記載のホロ
    グラムの製造法。
  3. 【請求項3】前記増感剤として、一般式(II) (式中のR2、R3はアルキル基を示し、nは0または1で
    あり、X,Yは、水素原子、アルコキシカルボニル、フェ
    ニル基、置換フェニル基、シアノ基、カルバモイル基、
    ホルミル基、アシル基、アンモニオ基から選ばれた残基
    を示す。)で表わされる共役したジアルキルアミノフェ
    ニル基を持つ化合物を用いることを特徴とする請求項1
    記載のホログラムの製造法。
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