JP3039165B2 - Optical recording film and manufacturing method thereof - Google Patents

Optical recording film and manufacturing method thereof

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JP3039165B2
JP3039165B2 JP4299040A JP29904092A JP3039165B2 JP 3039165 B2 JP3039165 B2 JP 3039165B2 JP 4299040 A JP4299040 A JP 4299040A JP 29904092 A JP29904092 A JP 29904092A JP 3039165 B2 JP3039165 B2 JP 3039165B2
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optical recording
organic
recording film
organometallic compound
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博章 山本
浩一 前田
章雄 滝川
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光記録膜その他の膜、
特に高耐久性を有するホログラム、およびそれを好適に
製造する方法に関する。
The present invention relates to an optical recording film and other films,
In particular, the present invention relates to a hologram having high durability and a method for suitably producing the hologram.

【0002】[0002]

【従来の技術】可干渉性を有する光波が形成する干渉縞
を記録し、再生するホログラフィー技術は、近年、ディ
スプレイホログラムだけでなく、グレーティング、光分
波、集光器及びレーザービームスキャニング素子など各
種光学素子としての応用が研究、開発、実用化がなされ
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, holographic techniques for recording and reproducing interference fringes formed by light waves having coherence have been widely used in various fields such as gratings, optical demultiplexers, condensers, and laser beam scanning elements as well as display holograms. Research, development, and practical application of optical elements have been made.

【0003】ホログラム記録材料としては、銀塩乳剤、
重クロム酸ゼラチン、フォトレジスト、サーモプラスチ
ック、種々のフォトポリマーなとが開発されている。銀
塩は露光感度が非常に高い市販ホログラム記録材料であ
り、ゼラチン膜を支持体としハロゲン化銀を分散させた
材料が使われている。重クロム酸ゼラチンは回折効率が
非常に高く、ノイズが低い優れた体積位相型ホログラム
記録材料である。この成分はゼラチンに重クロム酸イオ
ンを添加し、感光化した材料である。フォトレジストは
エンボス型のホログラムを大量に複製する際の原盤とな
るもので、複製する材料にはプラスチックが用いられて
いる。サーモプラスチックは繰り返し記録再生ができる
記録材料で、熱可塑性樹脂に表面凹凸として記録する。
いずれのホログラム記録材料においても有機化合物を主
とする物質が用いられている。
[0003] As hologram recording materials, silver salt emulsions,
Gelatin dichromates, photoresists, thermoplastics, and various photopolymers have been developed. Silver salt is a commercially available hologram recording material having extremely high exposure sensitivity, and a material in which a silver halide is dispersed using a gelatin film as a support is used. Dichromated gelatin is an excellent volume phase hologram recording material with very high diffraction efficiency and low noise. This component is a material obtained by adding dichromate ion to gelatin and sensitizing it. The photoresist is used as a master when a large number of embossed holograms are copied, and plastic is used as a material to be copied. Thermoplastic is a recording material that can be repeatedly recorded and reproduced, and is recorded on a thermoplastic resin as surface irregularities.
In any of the hologram recording materials, a substance mainly containing an organic compound is used.

【0004】また一般に化学的に安定な金属酸化物ガラ
ス上に表面凹凸を形成させ回折格子等を加工する技術と
して、電子ビームリソグラフィー、イオンエッチング
や、ダイヤモンドターニングマシンなどの超精密旋盤加
工法がある。
In general, as a technique for forming a surface unevenness on a chemically stable metal oxide glass to process a diffraction grating, there is an ultra-precision lathe processing method such as electron beam lithography, ion etching, and a diamond turning machine. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属酸
化物ガラスに表面加工する方法は、耐久性に優れた材料
を使用する長所があるが、大量生産、大面積には不向き
である。その点ではホログラフィー露光、フォトリソグ
ラフィーなどの活性放射線に露出する技術を使用すれば
大面積化、大量生産も可能である。しかしながらいずれ
のホログラム記録材料においても有機化合物を主とする
物質が用いられており、そのため一般的に耐久性は良く
ないものばかりである。例えば250度以上の温度にな
ると、記録されたホログラム材料そのものが酸化、分解
され、記録された干渉縞は破壊され、光学性能も低下す
る。耐熱温度はせいぜい300度以下である。また耐候
性の点でも紫外線、水分等の影響により黄変するなどの
欠点を有している。また屈折率の温度変化と体膨張係数
の温度変化が、金属酸化物ガラスに比べ、1桁大きいの
で温度変化による波面収差も生じやすい。
However, the method of processing a surface of a metal oxide glass has an advantage of using a material having excellent durability, but is not suitable for mass production and a large area. In this respect, the use of a technique for exposing to actinic radiation such as holographic exposure and photolithography makes it possible to increase the area and mass production. However, in any of the hologram recording materials, a substance mainly containing an organic compound is used, so that generally the durability is not good. For example, when the temperature reaches 250 ° C. or higher, the recorded hologram material itself is oxidized and decomposed, the recorded interference fringes are destroyed, and the optical performance is reduced. The heat resistance temperature is at most 300 degrees or less. In addition, it also has a disadvantage in that it yellows under the influence of ultraviolet rays, moisture and the like in terms of weather resistance. Further, since the temperature change of the refractive index and the temperature change of the body expansion coefficient are larger by one digit than that of the metal oxide glass, the wavefront aberration due to the temperature change is apt to occur.

【0006】従って最近、ホログラフィーの分野におい
ては、透過型及び反射型に関わらず高い光学特性はさる
ことながら、その応用用途拡大の観点から湿式処理不要
などのホログラム記録および、ホログラム記録膜の高い
耐熱性、耐環境性が望まれており、それを実現するため
には従来とは抜本的に異なる新しいホログラム記録用材
料の開発が行われている。
Accordingly, recently, in the field of holography, hologram recording such as no need for wet processing and high heat resistance of the hologram recording film are required from the viewpoint of expanding the application of the hologram, in addition to high optical characteristics irrespective of transmission type and reflection type. Therefore, new hologram recording materials, which are radically different from the conventional ones, are being developed.

【0007】それらの中で、特願平4−172534に
おけるホログラム記録材料は、比較的耐熱性が高く、3
00度でも耐え得る性能を有しているが、耐候性の面で
紫外線により黄変してしまうのは避けられない。
Among them, the hologram recording material disclosed in Japanese Patent Application No. 4-172534 has relatively high heat resistance.
Although it has a performance that can withstand even 00 degrees, it is inevitable that it will yellow due to ultraviolet rays in terms of weather resistance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の従来技術
の課題を克服し、高回折効率、高解像力及び高透過率な
どの優れた光学特性ならびに高感度などを示し、同時に
優れた耐環境性、耐久性を有する光記録膜その他の膜、
およびその光記録膜を簡単な工程において製造する方法
を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention overcomes the above-mentioned problems of the prior art and exhibits excellent optical characteristics such as high diffraction efficiency, high resolution and high transmittance, high sensitivity, etc., and at the same time, excellent environmental resistance. Optical recording film and other films having durability and durability,
And a method for manufacturing the optical recording film in a simple process.

【0009】すなわち本発明は、(1)内部に多数の微
小空隙を有する無機物質の膜状のネットワークと、
(2)前記空隙の中に存在する気体からなり、前記膜中
の空隙率を膜中の場所によって変化させている光記録膜
である。
That is, the present invention provides (1) a film-like network of an inorganic substance having a large number of minute voids inside;
(2) An optical recording film comprising a gas present in the void, wherein a porosity in the film is changed depending on a location in the film.

【0010】また本発明は、A.(1)光重合性モノマ
ーまたはオリゴマー、(2)光重合開始剤、(3)加水
分解および重縮合が可能である有機金属化合物(4)前
記有機金属化合物のための溶媒、(5)水、および
(6)前記有機金属化合物の加水分解を促進させるため
の触媒、を含む出発溶液を、基材上に塗布し、前記有機
金属化合物を加水分解、重縮合させてゲル化した膜を形
成した後、乾燥により揮発成分を気化させて固体状の光
記録用膜を作製し、B.前記光記録用膜に、活性放射線
を照射し、ついでC.上記光記録用膜中に含まれる有機
成分を除去することからなる、前記金属の酸化物のみか
け密度分布および/または表面凹凸を有する光記録膜の
製造方法である。
[0010] The present invention also relates to A.I. (1) a photopolymerizable monomer or oligomer, (2) a photopolymerization initiator, (3) an organometallic compound capable of hydrolysis and polycondensation, (4) a solvent for the organometallic compound, (5) water, And (6) a starting solution containing a catalyst for accelerating the hydrolysis of the organometallic compound was applied to a substrate, and the organometallic compound was hydrolyzed and polycondensed to form a gelled film. Thereafter, the volatile components are vaporized by drying to produce a solid optical recording film. Irradiating the optical recording film with actinic radiation; A method for producing an optical recording film having an apparent density distribution and / or surface irregularities of the metal oxide, comprising removing an organic component contained in the optical recording film.

【0011】本発明における光記録膜その他の膜の製造
に用いられる出発溶液中の光重合性モノマーとしては、
分子内にアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル
基、アリル基等の重合可能な基を少なくとも1個含有す
るモノマ−が好適に使用することができる。その例とし
て、テトロヒドロフルフリルアクリレート、エチルカル
ビトールアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチ
ルアクリレート、フェニルカルビトールアクリレート、
ノニルフェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシ
−3−フェノキシプロピルアクリレート、ω−ヒドロキ
シヘキサノイルオキシエチルアクリレート、アクリロイ
ルオキシエチルサクシネート、アクリロイルオキエチル
サクシネート、アクリロイルオキシエチルフタレート、
フェニルアクリレート、ナフチルアクリレート、トリブ
ロモフェニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレ
ート、トリブロモフェノキシエチルアクリレート、ベン
ジルアクリレート、p−ブロモベンジルアクリレート、
2,2−ビス(4−メタクリロキシエトキシ−3,5−
ジブロモフェニル)プロパン、イソボルニルアクリレー
ト,2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリ
レート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアク
リレート等の単官能性アクリレート並びにこれらの単官
能性アクリレートに対応するメタクリレート類;1,6
−ヘキサンジオールジアクリレート、ブタンジオールジ
アクリレート、EO変成テトラブロモビスフェノールA
ジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、ビスフ
ェノールAジアクリレート、等の多官能アクリレート並
びにこれらの多官能性アクリレートに対応するメタクリ
レート類;スチレン、p−クロロスチレン、ジビニルベ
ンゼン、ビニルアセテート、アクリロニトリル、N−ビ
ニルピロリドン、ビニルナフタレン、N−ビニルカルバ
ゾール等のビニル化合物;およびジエチレングリコール
ビスアリルカーボネート、トリアリルイソシアヌレー
ト、ジアリリデンペンタエリスリトール、ジアリルフタ
レート、ジアリルイソフタレート等のアリル化合物など
(混合物を含む)が挙げられる。
The photopolymerizable monomers in the starting solution used for producing the optical recording film and other films in the present invention include:
A monomer containing at least one polymerizable group such as an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group and an allyl group in the molecule can be suitably used. Examples include tetrohydrofurfuryl acrylate, ethyl carbitol acrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, phenyl carbitol acrylate,
Nonylphenoxyethyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, ω-hydroxyhexanoyloxyethyl acrylate, acryloyloxyethyl succinate, acryloyloxyethyl succinate, acryloyloxyethyl phthalate,
Phenyl acrylate, naphthyl acrylate, tribromophenyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, tribromophenoxyethyl acrylate, benzyl acrylate, p-bromobenzyl acrylate,
2,2-bis (4-methacryloxyethoxy-3,5-
Monofunctional acrylates such as dibromophenyl) propane, isobornyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate, and methacrylates corresponding to these monofunctional acrylates; , 6
-Hexanediol diacrylate, butanediol diacrylate, EO-modified tetrabromobisphenol A
Polyfunctional acrylates such as diacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, bisphenol A diacrylate and the like, and methacrylates corresponding to these polyfunctional acrylates; styrene, p-chlorostyrene, divinylbenzene, vinyl acetate, Vinyl compounds such as acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, vinylnaphthalene, and N-vinylcarbazole; and allyl compounds such as diethylene glycol bisallyl carbonate, triallyl isocyanurate, diallylidenepentaerythritol, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, etc. Including).

【0012】本発明で使用される出発溶液中の光重合性
オリゴマーの例としては、上記光重合性モノマーのオリ
ゴマーの他に、ウレタンアクリレ−トオリゴマー、エポ
キシアクリレ−トオリゴマー、エステルアクリレートオ
リゴマー、ポリオールポリアクリレート、変性ポリオー
ルポリアクリレート、イソシアヌル酸骨格のポリアクリ
レートなどの多官能性オリゴアクリレートやこれらのア
クリレートに対応するメタクリレート類など(混合物を
含む)が挙げられるが、これに限定されるものではな
い。
Examples of the photopolymerizable oligomer in the starting solution used in the present invention include urethane acrylate oligomer, epoxy acrylate oligomer, ester acrylate oligomer in addition to the above-mentioned oligomer of the photopolymerizable monomer. , Polyfunctional oligoacrylates such as polyol polyacrylates, modified polyol polyacrylates, polyacrylates having an isocyanuric acid skeleton, and methacrylates corresponding to these acrylates (including mixtures), but are not limited thereto. Absent.

【0013】ポリウレタンアクリレートオリゴマーとし
てはポリイソシアネートと2−ヒドロキシアルキル(メ
タ)アクリレートとポリオールの付加反応によって生成
するものが例示される。ここで、ポリイソシアネートと
してはトルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネートなどが挙げられ
る。また、ポリオールとしてはポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレング
リコールなどのポリエーテルポリオール、ポリエステル
ポリオールやポリカーボネートポリオール、ポリシロキ
サンポリオール等が挙げられる。
Examples of the polyurethane acrylate oligomer include those formed by an addition reaction of polyisocyanate, 2-hydroxyalkyl (meth) acrylate and polyol. Here, examples of the polyisocyanate include toluene diisocyanate, isophorone diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate. Examples of the polyol include polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol, polyester polyols, polycarbonate polyols, and polysiloxane polyols.

【0014】本発明で使用される、光記録膜その他の膜
の製造に用いられる出発溶液中の加水分解および重縮合
が可能である有機金属化合物としては、有機ケイ素化合
物、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、およ
び有機アルミニウム化合物のうち少なくとも1種を含む
ものが好ましく、特にアルコキシル基を有する金属アル
コキシドが好ましい。具体的にはシリコン、チタン、ジ
ルコニウム、アルミニウムなどのメトキシド、エトキシ
ド、プロポキシド、ブトキシドなどが単体または混合体
で用いられる。その例としてテトラエトキシシラン、テ
トラメトキシシラン、テトラブトキシシランなどの有機
ケイ素化合物;チタンイソプロポキシド、チタンブトキ
シドなどの有機チタン化合物;ジルコニウムメトキシ
ド、ジルコニウムブトキシドなどの有機ジルコニウム化
合物;アルミニウムエトキシド、アルミニウムブトキシ
ドなどの有機アルミニウム化合物などが挙げられる。ま
たジメチルシロキサン、アミノシラン及びシラノール末
端のポリジメチルシロキサンなどの側鎖に有機部を有す
る化合物、あるいはビニルシラン、アクリルシラン、エ
ポキシシランなどのように他の有機モノマーと重合可能
な官能基を有する化合物で有機的に修飾しても構わな
い。
The organometallic compounds which can be hydrolyzed and polycondensed in the starting solution used in the production of optical recording films and other films used in the present invention include organosilicon compounds, organotitanium compounds and organozirconium compounds. A compound containing at least one of a compound and an organoaluminum compound is preferable, and a metal alkoxide having an alkoxyl group is particularly preferable. Specifically, methoxide such as silicon, titanium, zirconium, and aluminum, ethoxide, propoxide, butoxide, and the like are used alone or as a mixture. Examples thereof include organic silicon compounds such as tetraethoxysilane, tetramethoxysilane and tetrabutoxysilane; organic titanium compounds such as titanium isopropoxide and titanium butoxide; organic zirconium compounds such as zirconium methoxide and zirconium butoxide; aluminum ethoxide and aluminum Organic aluminum compounds such as butoxide are exemplified. Compounds having an organic moiety in the side chain, such as dimethylsiloxane, aminosilane, and polydimethylsiloxane at the end of silanol, or compounds having a functional group that can be polymerized with other organic monomers such as vinylsilane, acrylsilane, and epoxysilane are used as organic compounds. May be modified.

【0015】なお、上記金属アルコキシド以外にも金属
アセチルアセトネート、酢酸塩、シュウ酸塩などのカル
ボン酸塩及び硝酸塩、塩化物、オキシ塩化物などの金属
無機化合物を使用しても構わない。
In addition to the above metal alkoxides, carboxylate such as metal acetylacetonate, acetate and oxalate and metal inorganic compounds such as nitrate, chloride and oxychloride may be used.

【0016】上記有機金属化合物は溶液中で加水分解し
重縮合が進むにつれてゾルから無機網目構造が形成され
ゲルとなる。このゲルを高温加熱処理すると金属酸化物
固体を作成することが出来る。
The organometallic compound is hydrolyzed in a solution, and as the polycondensation proceeds, an inorganic network structure is formed from the sol to form a gel. When this gel is heated at a high temperature, a metal oxide solid can be produced.

【0017】また本発明で用いられる前記有機金属化合
物を加水分解および重縮合させるために、溶媒、水、お
よび前記加水分解を促進させるための触媒が必要であ
る。この金属有機化合物を溶解すべき溶媒としては、メ
タノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど
のアルコール類が最も好ましい。また上記触媒として
は、塩酸、酢酸、硫酸、硝酸などの酸およびアンモニア
などの塩基が使用される。
In order to hydrolyze and polycondense the organometallic compound used in the present invention, a solvent, water and a catalyst for accelerating the hydrolysis are required. As the solvent in which the metal organic compound is to be dissolved, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol are most preferred. Examples of the catalyst include acids such as hydrochloric acid, acetic acid, sulfuric acid, and nitric acid, and bases such as ammonia.

【0018】前述の光重合性モノマーまたはオリゴマー
と前述の有機金属化合物の組合わせに関して、特願平4
−172534においてはそれぞれの重合体の屈折率の
差があること、好ましくはその差が大きい方が高回折効
率を示すが、本発明においては、両者の屈折率とは無関
係に組合せを選択することができる。なぜなら、後で述
べるように、光重合性モノマーまたはオリゴマーが重合
してできた有機ポリマーは後の程により除去され、光
記録膜中には無機質の網目構造のみを残し、空隙には空
気のような気体を存在させるからである。
Regarding the combination of the aforementioned photopolymerizable monomer or oligomer and the aforementioned organometallic compound, Japanese Patent Application No.
In 172534, there is a difference in the refractive index of each polymer, and preferably, the larger the difference is, the higher the diffraction efficiency is. However, in the present invention, the combination should be selected independently of the refractive indices of both polymers. Can be. This is because, as described later, organic polymer photopolymerizable monomer or oligomer is Deki by polymerization are removed by about Engineering after, during the optical recording film leaving only the network of inorganic, the gap of the air This is because such a gas exists.

【0019】前述の光重合性モノマーまたはオリゴマー
を活性放射線によって重合させるために、これに光重合
開始剤を添加しておく必要がある。本発明の光重合開始
剤としては以下に示す化合物が挙げられる。例えば、
2,3−ボルナンジオン(カンファーキノン)、2,
2,5,5,−テトラメチルテトラヒドロ−3,4−フ
ラン酸(イミダゾールトリオン)などの環状シス−α−
ジカルボニル化合物、3,3’,4,4’−テトラ−
(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンな
どのベンゾフェノン、ジアセチル、ベンジル、ミヒラー
ズケトン、ジエトキシアセトフェノン、2ーヒドロキシ
ー2ーメチルプロピオフェノン、1ーヒドロキシシクロ
ヘキシルフェニルケトンなどのケトン類、ベンゾイルパ
ーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイドなどの過
酸化物、アリルジアゾニウム塩などのアゾ化合物、N−
フェニルグリシンなどの芳香族カルボン酸、2ークロロ
チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントンなど
のキサンテン類、ジアリルヨードニウム塩、トリアリル
スルホニウム塩、トリフェニルアルキルほう酸塩、鉄ア
レン錯体、ビスイミダゾール類、ポリハロゲン化合物、
フェニルイソオキサゾロン、ベンゾインエチルエーテ
ル、ベンジルジメチルケタールなど(混合物を含む)が
挙げられる。更には助剤として、アミン類、チオール
類、p−トルエンスルホン酸なども挙げられる。
In order to polymerize the above-mentioned photopolymerizable monomer or oligomer by actinic radiation, it is necessary to add a photopolymerization initiator thereto. Examples of the photopolymerization initiator of the present invention include the following compounds. For example,
2,3-bornanedione (camphorquinone), 2,
Cyclic cis-α- such as 2,5,5-tetramethyltetrahydro-3,4-furanic acid (imidazoletrione)
Dicarbonyl compound, 3,3 ′, 4,4′-tetra-
Benzophenones such as (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, diacetyl, benzyl, Michler's ketone, diethoxyacetophenone, ketones such as 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, benzoyl peroxide, di-t Peroxides such as -butyl peroxide, azo compounds such as allyldiazonium salt, N-
Aromatic carboxylic acids such as phenylglycine, xanthenes such as 2-chlorothioxanthone and 2,4-diethylthioxanthone, diallyliodonium salts, triallylsulfonium salts, triphenylalkylborates, iron arene complexes, bisimidazoles, and polyhalogens Compound,
Phenylisoxazolone, benzoin ethyl ether, benzyldimethyl ketal, and the like (including mixtures). Further, examples of the auxiliary include amines, thiols, p-toluenesulfonic acid and the like.

【0020】この光記録膜用出発溶液は主成分で表わし
て、 光重合性モノマーまたはオリゴマーの合計 10〜80重量%、 光重合開始剤 0.05〜30重量%、 前記有機金属化合物 5〜90重量%、 前記有機金属化合物のための溶媒 5〜90重量%、 水 0.01〜30重量%、および 触媒 0.05〜30重量% を含有していることが好ましい。上記光重合性モノマー
またはオリゴマーの合計が10重量%未満、または80
重量%を越えると高い回折効率が得られ難くなる。同様
に上記有機金属化合物が5重量%未満または90重量%
を超えると高い回折効率が得られない。この組成物は必
要に応じてそれぞれ光増感剤を0.01〜10重量%、
可塑剤を0.01〜10重量%を含有させることができ
る。
The starting solution for the optical recording film is represented by the main components, and the total amount of the photopolymerizable monomer or oligomer is 10 to 80% by weight, the photopolymerization initiator is 0.05 to 30% by weight, and the organometallic compound is 5 to 90%. It is preferable to contain 5 to 90% by weight of a solvent for the organometallic compound, 0.01 to 30% by weight of water, and 0.05 to 30% by weight of a catalyst. The total of the photopolymerizable monomers or oligomers is less than 10% by weight, or 80
If the amount exceeds 10% by weight, it becomes difficult to obtain high diffraction efficiency. Similarly, the organometallic compound is less than 5% by weight or 90% by weight.
If it exceeds, high diffraction efficiency cannot be obtained. This composition may contain, if necessary, 0.01 to 10% by weight of a photosensitizer,
A plasticizer can be contained at 0.01 to 10% by weight.

【0021】使用する光重合性モノマーまたはオリゴマ
ーが低粘性を有する液体である場合には溶媒は必要では
ないが、これが固体であるかまたは高粘性を有する場合
には、それを溶解するための溶媒を使用する。この溶媒
としては例えばトルエン、ジオキサン、クロロホルム、
ジクロロメタン、メチレンクロライド、テトラヒドロフ
ラン等を使用することができる。ただし光重合性モノマ
ーまたはオリゴマーが先に述べた有機金属化合物のため
の溶媒に溶解する場合、例えばイソプロピルアルコール
はテトラエトキシシラン(加水分解および重縮合が可能
である有機金属化合物)の溶媒であると共に、2−ヒド
ロキシ−3−フェノキシヘキシルアクリレート(固体の
光重合性モノマー)の溶媒でもあるので、前記有機金属
化合物のための溶媒であるイソプロピルアルコールは光
重合性モノマーまたはオリゴマーのための溶媒を兼用す
ることができる。
If the photopolymerizable monomer or oligomer to be used is a liquid having a low viscosity, a solvent is not necessary, but if it is a solid or has a high viscosity, a solvent for dissolving it is used. Use Examples of this solvent include toluene, dioxane, chloroform,
Dichloromethane, methylene chloride, tetrahydrofuran and the like can be used. However, when the photopolymerizable monomer or oligomer is dissolved in the above-mentioned solvent for the organometallic compound, for example, isopropyl alcohol is a solvent for tetraethoxysilane (an organometallic compound capable of hydrolysis and polycondensation) and Isopropyl alcohol, which is a solvent for the organometallic compound, also serves as a solvent for the photopolymerizable monomer or oligomer because it is also a solvent for 2-hydroxy-3-phenoxyhexyl acrylate (solid photopolymerizable monomer). be able to.

【0022】また、加水分解および重縮合反応可能な有
機金属化合物、例えばシリコン系化合物としてジメチル
シロキサン、アミノシラン、及びシラノール末端のポリ
ジメチルシロキサン、γ−メタクリロキシプロピルトリ
エトキシシラン、γ−グルシジロキシプロピルトリエト
キシシランにより無機網目構造を有機修飾して有機無機
複合体としても構わない。すなわち上記化合物のうち例
えばジメチルシロキサン、ポリジメチルシロキサンを、
上記加水分解および重縮合が可能である有機金属化合
物、例えばテトラエトキシシランと組み合わせて、シロ
キサン無機網目構造中に有機基を導入しフレキシビリテ
ィーを付与させることもでき、それにより加熱前の膜の
取扱が容易になる。
Further, organometallic compounds capable of hydrolysis and polycondensation reaction, such as dimethylsiloxane, aminosilane and silanol-terminated polydimethylsiloxane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-glucidyloxypropyl as silicon compounds The inorganic network structure may be organically modified with triethoxysilane to form an organic-inorganic composite. That is, among the above compounds, for example, dimethylsiloxane, polydimethylsiloxane,
In combination with an organometallic compound capable of hydrolysis and polycondensation, for example, tetraethoxysilane, it is also possible to introduce an organic group into the siloxane inorganic network structure to impart flexibility, whereby the film before heating can be formed. Handling becomes easy.

【0023】この光記録膜用出発溶液に可塑剤を添加す
ることができる。可塑剤は光記録用組成物中の光重合型
モノマー(またはオリゴマー)に可塑性を付与するため
のものであり、可塑剤の例として、トリエチレングリコ
ールジカプリレート、トリエチレングリコールジアセテ
ート、トリエチレングリコールジプロピオネート、グリ
セリルトリブチレート、テトラエチレングリコールジヘ
プタノエート、ジエチルアジペート、ジエチルセバケー
ト、トリブチルフォスフェートなどを挙げることができ
る。
A plasticizer can be added to the starting solution for an optical recording film. The plasticizer is used to impart plasticity to the photopolymerizable monomer (or oligomer) in the optical recording composition. Examples of the plasticizer include triethylene glycol dicaprylate, triethylene glycol diacetate, and triethylene glycol. Glycol dipropionate, glyceryl tributyrate, tetraethylene glycol diheptanoate, diethyl adipate, diethyl sebacate, tributyl phosphate and the like can be mentioned.

【0024】更に、この光記録膜用出発溶液に色素のよ
うな増感剤を添加することができる。これは活性放射線
により効率よく重合反応を起こさせるためである。使用
される色素などとしては以下に示す化合物が挙げられる
が、これに限定されるものではない。例えば、可視光線
を使用する場合にはメチレンブルー、アクリジンオレン
ジ、チオフラビン、ケトクマリン、エリスロシンC、エ
オシンY、メロシアニン、フタロシアニン、ポルフィリ
ンなど(混合物を含む)の可視光域に吸光を持つ化合物
である。
Further, a sensitizer such as a dye can be added to the starting solution for an optical recording film. This is because the polymerization reaction is efficiently caused by actinic radiation. Examples of the dyes used include the following compounds, but are not limited thereto. For example, when visible light is used, it is a compound having absorption in the visible light region (including a mixture) such as methylene blue, acridine orange, thioflavin, ketocoumarin, erythrosin C, eosin Y, merocyanine, phthalocyanine, and porphyrin.

【0025】また、本発明の出発溶液に対し、上記成分
に加えてレベリング剤その他の添加剤を追加すること
も、均一な塗膜を作るために非常に有用である。
It is also very useful to add a leveling agent and other additives to the starting solution of the present invention, in addition to the above components, to form a uniform coating film.

【0026】次に本発明の出発溶液を用いて光を記録す
る方法を説明する。光記録材料を調製するには、水、溶
媒、触媒となる酸または塩基を含む有機金属化合物溶液
中に光重合性オリゴマー、モノマー、光重合開始剤、色
素を溶解するのであるが、必要であれば、例えば、メタ
ノ−ル、エタノ−ル、イソプロパノール、トルエン、ジ
オキサン、クロロホルム、ジクロロメタン、メチレンク
ロライド、テトラヒドロフランその他の溶媒(これらの
混合物を含む)が用いられる。これらの溶媒の使用量は
通常、光記録用組成物の主成分100重量部(溶剤を除
く)に対して、10〜1000重量部である。
Next, a method for recording light using the starting solution of the present invention will be described. To prepare an optical recording material, a photopolymerizable oligomer, a monomer, a photopolymerization initiator, and a dye are dissolved in an organic metal compound solution containing water, a solvent, and an acid or base serving as a catalyst. For example, for example, methanol, ethanol, isopropanol, toluene, dioxane, chloroform, dichloromethane, methylene chloride, tetrahydrofuran and other solvents (including a mixture thereof) are used. The use amount of these solvents is usually 10 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight (excluding the solvent) of the main component of the optical recording composition.

【0027】その後、上記のような組成比で光記録用出
発溶液を調製した後、この液状物をガラス板、シリコン
基板などの平滑な基材表面上に種々の塗布方法を用いて
コーティングを行う。コーティング方法としてはスピン
コート、ディップコート、バーコート、フローコート
(カーテンコート)などや、ドクターブレード、アプリ
ケーターを用いた方法など種々の方法が適用できる。
After that, a starting solution for optical recording is prepared at the above composition ratio, and this liquid material is coated on a smooth substrate surface such as a glass plate or a silicon substrate by various coating methods. . As a coating method, various methods such as spin coating, dip coating, bar coating, flow coating (curtain coating), a method using a doctor blade, and an applicator can be applied.

【0028】その後、この塗布膜を室温または加温状
態、必要であれば更に減圧状態の下で、一定時間、一定
温度の下に保持して、出発溶液中に含まれた溶媒または
光重合性オリゴマーまたはモノマーを溶解するときに使
用した溶媒、水、触媒などの揮発成分を塗膜の中から蒸
発、除去させて、有機金属化合物が加水分解、重縮合反
応により形成された無機網目構造中に光重合性オリゴマ
ー、モノマー、光重合開始剤、光増感剤などが均一に取
り込まれた固体状の光記録用フィルムが平滑な基材表面
上に被覆された状態で得られる。実際には、これらの揮
発成分は完全に除去されずに、数重量%程度まで残留し
ても、実質的に固体状の膜状体が得られれば問題ない。
光記録用膜の乾燥後の厚みは通常0.01〜100μm
である。その後、得られた光記録用膜の表面上に、次工
程で照射または露出する活性放射線に対し透明な樹脂フ
ィルムまたはガラス板を適当な方法を用いてカバーす
る。これは本組成物がラジカル重合で重合が進行するた
め酸素による重合阻害作用を防止するためと、塵埃、異
物などの付着を防止するためである。
Thereafter, the coating film is kept at a constant temperature for a certain period of time at room temperature or in a heated state, and if necessary, further under reduced pressure, to remove the solvent or photopolymerizable compound contained in the starting solution. The volatile components such as the solvent, water, and catalyst used when dissolving the oligomer or monomer are evaporated and removed from the coating film, and the organometallic compound is hydrolyzed into the inorganic network structure formed by the polycondensation reaction. It is obtained in a state where a solid optical recording film in which photopolymerizable oligomers, monomers, photopolymerization initiators, photosensitizers, etc. are uniformly incorporated is coated on a smooth substrate surface. Actually, even if these volatile components are not completely removed but remain up to about several weight%, there is no problem as long as a substantially solid film can be obtained.
The thickness of the optical recording film after drying is usually 0.01 to 100 μm.
It is. Thereafter, a resin film or a glass plate transparent to the active radiation irradiated or exposed in the next step is covered on the surface of the obtained optical recording film by an appropriate method. This is because the polymerization of the present composition proceeds by radical polymerization to prevent the polymerization from being inhibited by oxygen and to prevent adhesion of dust and foreign matter.

【0029】次に上記のカバーされた光記録膜を、活性
放射線に露出する行程を行う。活性放射線とは紫外線、
可視光、赤外線などの輻射線、電子ビーム、イオンビー
ムなど、照射により光重合性オリゴマー、モノマーに重
合反応を生じさせることができる放射線を指す。この行
程として、例えば可干渉性を有する輻射線によって得ら
れる干渉縞に露光させる方法がある。一般的には可干渉
性の光源としてレーザー光源を使用する公知の方法が用
いられる。干渉露光の方法としては既知のホログラフィ
ック露光光学系を使用して実施することができる。通
常、この方法は二光束干渉露光法と呼ばれている。レー
ザ発振器から発振するレーザ光を、ビームスプリッタ
ー,ビームエキスパンダー,コリメーターレンズ等を用
いて、2つの平行光あるいは拡散光に分けられる。そし
てその一方の光束を参照光として光記録材料に入射させ
る。他方の光束は例えば物体像を記録する場合はその物
体に照射され、その物体からの反射光を物体光として光
記録材料に入射させる。このとき参照光と物体光が干渉
縞を形成し、その干渉縞が光記録用膜に記録されて光記
録膜(ホログラム)が得られるのである。
Next, a step of exposing the covered optical recording film to actinic radiation is performed. Actinic radiation is ultraviolet light,
Radiation that can cause a polymerization reaction of photopolymerizable oligomers and monomers by irradiation, such as radiation such as visible light and infrared light, an electron beam, and an ion beam. As this step, for example, there is a method of exposing to an interference fringe obtained by coherent radiation. In general, a known method using a laser light source as a coherent light source is used. The interference exposure can be performed using a known holographic exposure optical system. Usually, this method is called a two-beam interference exposure method. Laser light oscillated from a laser oscillator is divided into two parallel lights or diffused lights by using a beam splitter, a beam expander, a collimator lens and the like. Then, one of the light beams is incident on the optical recording material as reference light. For example, when recording an object image, the other light beam is applied to the object, and the light reflected from the object is incident on the optical recording material as object light. At this time, the reference light and the object light form interference fringes, and the interference fringes are recorded on the optical recording film to obtain an optical recording film (hologram).

【0030】また、活性放射線に露出する方法として、
上記干渉露光法の他に、パターニングマスクを用いる方
法でもよい。輻射線を通過させない物質で所定のパター
ンを作成したマスクを前記光記録用膜の上に載置し、例
えば高圧水銀ランプの輻射線をパターニングマスクを通
して露光する方法が挙げられる。さらには一定口径の活
性放射線ビームを走査させる方法でもよい。
As a method of exposure to actinic radiation,
In addition to the interference exposure method, a method using a patterning mask may be used. A method in which a mask having a predetermined pattern formed of a substance that does not allow radiation to pass therethrough is placed on the optical recording film, and for example, the radiation of a high-pressure mercury lamp is exposed through a patterning mask. Further, a method of scanning an active radiation beam having a constant diameter may be used.

【0031】活性放射線に露出する時間はその活性放射
線の強度、記録面積その他によって異なるが、通常0.
1秒〜30分であり、全露光量が0.1〜1000mJ/c
m2になるように露出される。
The time of exposure to actinic radiation varies depending on the intensity of the actinic radiation, the recording area, and the like.
1 second to 30 minutes, total exposure 0.1 to 1000 mJ / c
are exposed so that m 2.

【0032】光記録膜を活性放射線に露出する程の次
に、該光記録材料中に残存する未重合の光重合性オリゴ
マー、モノマーの重合を完結し、そして未反応の光重合
開始剤及び色素などの光増感剤を失活する工程を経る事
が好ましい。
[0032] The following optical recording film as engineering exposed to actinic radiation, light unpolymerized photopolymerizable oligomer remaining recording material, the polymerization of the monomers was completed, and a photopolymerization initiator unreacted and It is preferable to go through a step of inactivating a photosensitizer such as a dye.

【0033】この工程は、活性放射線に露出した後の光
記録膜の全面に対し重合反応を生じさせ得る均一な活性
放射線照射を行なうことができる。この均一照射によっ
て光記録膜中の未重合オリゴマー、モノマーの重合が完
結し、形成されていた組成分布が固定される。この工程
は全露出量が通常約10〜10000mJ/cm2になるよう
に行なわれる。ただしこの工程を行わなくても次に述べ
る有機成分を除去する工程により同等の効果が得られ
る。
In this step, uniform actinic radiation irradiation capable of causing a polymerization reaction can be performed on the entire surface of the optical recording film after being exposed to actinic radiation. By this uniform irradiation, the polymerization of the unpolymerized oligomer and monomer in the optical recording film is completed, and the formed composition distribution is fixed. This step is performed so that the total exposure is usually about 10 to 10000 mJ / cm 2 . However, even if this step is not performed, the same effect can be obtained by the step of removing an organic component described below.

【0034】次の程として、上述の工程により得られ
た光記録膜より有機成分を除去することを行う。前記有
機成分とは前述した光重合性モノマーまたはオリゴマー
が重合した有機ポリマーだけでなく、未重合のモノマ
ー、オリゴマー、さらに光重合開始剤、色素、溶媒など
の残存物も含まれる。その方法としては、例えば少なく
とも200度以上の温度に加熱する方法が挙げられる。
加熱処理によって光記録膜中の有機成分が、酸化、分解
され、光記録膜から除去され、その除去された跡は空隙
として残り、そこに空気のような気体が存在する。この
加熱温度は使用した光重合性モノマー、オリゴマーある
いは溶媒などの除去される有機化合物にも依存する。ま
た光記録膜の緻密性を高め、機械的強度を上げるために
も高温まで加熱することが好ましい。したがって加熱温
度範囲は200℃から1200℃程度、また加熱時間は
少なくとも1分以上が好ましい。
[0034] As extent following engineering is performed to remove organic components from the optical recording film obtained by the above process. The organic component includes not only the above-described organic polymer in which the photopolymerizable monomer or oligomer is polymerized, but also unpolymerized monomers, oligomers, and residues such as a photopolymerization initiator, a dye, and a solvent. As the method, for example, a method of heating to a temperature of at least 200 degrees or more can be mentioned.
The organic components in the optical recording film are oxidized and decomposed by the heat treatment, are removed from the optical recording film, and the trace of the removal remains as a void, where a gas such as air is present. This heating temperature also depends on the organic compound to be removed such as the photopolymerizable monomer, oligomer or solvent used. Further, it is preferable to heat the optical recording film to a high temperature in order to increase the denseness of the optical recording film and increase the mechanical strength. Therefore, the heating temperature range is preferably about 200 ° C. to 1200 ° C., and the heating time is preferably at least 1 minute or more.

【0035】光記録膜より有機成分を除去する他の方法
として、約184nmの紫外線を照射し発生させたオゾ
ンにより有機成分を酸化分解させる方法、または溶媒を
用いて有機成分を溶出する方法等が挙げられる。またこ
れらの程を併用してもよい。
Other methods for removing organic components from the optical recording film include a method in which the organic components are oxidized and decomposed by ozone generated by irradiating ultraviolet rays of about 184 nm, or a method in which the organic components are eluted using a solvent. No. Also it may be used in combination as these factories.

【0036】この工程で、光記録された膜中に残存する
水、触媒、有機成分が除去されて空隙となり無機成分
(金属酸化物)が残る。その際に光記録によって変調さ
れた無機網目構造と有機高分子の組成分布が、無機網目
構造の変調として記録されたことになる。この工程で得
られた膜は有機成分を含有しないため、耐熱性、耐候
性、耐環境性が非常に優れている。
[0036] In this step, the water remaining in being optical recording film, a catalyst, an organic component is removed becomes void, inorganic component (metal oxide) remains. At that time, the composition distribution of the inorganic network structure and the organic polymer modulated by optical recording is recorded as the modulation of the inorganic network structure. Since the film obtained in this step does not contain any organic components, it has excellent heat resistance, weather resistance, and environmental resistance.

【0037】また上記膜の空隙率(逆に表現すれば無機
物質(金属酸化物)のみかけ密度)、例えば、膜の単位
微小体積あたり(10のマイナス21乗立方mあたり)
の空隙率は上記光記録の変調により膜表面の場所によっ
て変化るが、上記工程で無機網目構造を構成する無機
物質たとえばシリカが変形し得るような高い温度例えば
約300℃以上に加熱する場合には、無機物質の表面張
力によって無機物質の密度が相対的に小さい膜状体部分
が相対的に大きい膜状体部分よりも大きく収縮して、膜
状体表面に制御された凹凸が形成される。
The porosity of the film (in other words, the apparent density of an inorganic substance (metal oxide)), for example, per unit minute volume of the film (per 10 −21 cubic m)
If the porosity of but you change the location of a modulation by the membrane surface of the optical recording, to heat the inorganic material such as silica constituting the inorganic network structure to a high temperature, for example about 300 ° C. or higher, such as to be able to deform in the above step Due to the surface tension of the inorganic substance, the film part with a relatively small density of the inorganic substance shrinks more than the film part with a relatively large density, and controlled irregularities are formed on the surface of the film. You.

【0038】次に本発明の原理について述べる。Next, the principle of the present invention will be described.

【0039】溶媒、水、および触媒である酸または塩基
を一定量含む有機金属化合物溶液中に、光重合開始剤、
および必要に応じて光増感剤、可塑剤などの添加剤を含
有した光重合性モノマーまたはオリゴマーを加え、攪
拌、混合する。均一に混合された溶液は基板の上に種々
の方法でコーティングされ膜状体が得られる。この段階
では粘性液体からなる膜状体であるが、コーティングの
後に時間が経過するにつれ、有機金属化合物の加水分
解、重縮合が進行し無機網目構造が形成され、ゾルから
ゲル状態に変化する。更に、強制乾燥または自然乾燥を
進めることによって、無機網目構造中に含まれていた溶
媒、水等の揮発成分が蒸発していき、結果として固体状
の光記録用膜状体が得られる。
In a solution of an organic metal compound containing a certain amount of a solvent, water and an acid or base as a catalyst, a photopolymerization initiator,
Then, a photopolymerizable monomer or oligomer containing additives such as a photosensitizer and a plasticizer is added as required, followed by stirring and mixing. The uniformly mixed solution is coated on the substrate by various methods to obtain a film. At this stage, the film is a film made of a viscous liquid, but as time elapses after coating, hydrolysis and polycondensation of the organometallic compound progress to form an inorganic network structure and change from a sol to a gel state. Further, by performing forced drying or natural drying, volatile components such as solvent and water contained in the inorganic network structure evaporate, and as a result, a solid optical recording film is obtained.

【0040】活性放射線に露出する前の光記録膜中で
は、光重合性モノマーまたはオリゴマーは膜全体に形成
された無機網目構造中に均一に保持されているが、レー
ザなどの二光束干渉露光によって形成された干渉縞への
露光、またはマスクパターン露光などによる活性放射線
の露出工程中に、光記録膜内部での光強度分布により選
択的に重合が開始される。すなわち光強度が強い部分で
重合が始まりそれにつれモノマーが消費されるので、隣
接した光強度が弱い部分から光強度が強い部分にモノマ
ーが供給され更に重合が促進される。この際に、もとも
と光強度が強い部分に存在していた無機網目構造の一部
分は、光強度が弱い部分から供給されたモノマーにより
体積が大きくなった重合体により押し出されて、光強度
が弱い隣接部分に移動することになり、最終的には光強
度が強い部分である、光重合性モノマー(またはオリゴ
マー)が重合した有機ポリマーリッチ領域と、それとは
逆に光強度が弱い部分である、相対的に無機網目構造リ
ッチ領域とに区分され、その両領域の間に大きな組成差
が生じるものと考えられる。この時に光重合性モノマー
(またはオリゴマー)が重合した有機ポリマーの屈折率
Npと無機網目構造の屈折率Nm(前記有機金属化合物
が、加水分解および重縮合してできた無機物質が有する
屈折率)との差を利用した光記録膜が本出願人が出願し
た特願平4−172534である。
In the optical recording film before exposure to the actinic radiation, the photopolymerizable monomer or oligomer is uniformly held in the inorganic network structure formed on the entire film. yo Ru actinic radiation exposure, or etc. mask pattern exposure to an interference pattern formed
During exposure Engineering enough for selectively polymerized by light intensity distribution inside an optical recording layer is started. That is, the polymerization is started in the portion where the light intensity is high, and the monomer is consumed accordingly, so that the monomer is supplied from the adjacent portion where the light intensity is low to the portion where the light intensity is high, and the polymerization is further promoted. At this time, a part of the inorganic network structure originally existing in the portion where the light intensity is strong is extruded by the polymer whose volume has been increased by the monomer supplied from the portion where the light intensity is weak, and the adjacent portion where the light intensity is weak. The organic polymer-rich region where the photopolymerizable monomer (or oligomer) is polymerized, which is a portion where the light intensity is high, and a portion where the light intensity is weak, on the contrary, This is considered to be divided into an inorganic network structure rich region and a large composition difference occurs between the two regions. At this time, the refractive index Np of the organic polymer obtained by polymerization of the photopolymerizable monomer (or oligomer) and the refractive index Nm of the inorganic network structure (the refractive index of the inorganic substance formed by hydrolysis and polycondensation of the organometallic compound) An optical recording film utilizing this difference is Japanese Patent Application No. 4-172534 filed by the present applicant.

【0041】本発明の光記録膜においては、前述の活性
放射線への露出によって有機ポリマー成分と無機網目構
造の組成分布を形成させた記録膜から、内部に含まれる
有機ポリマー、または反応が未完結のオリゴマー、モノ
マーのような有機成分を除去させる。従って、特願平4
−172534で示したポリマーの屈折率Npと無機網
目構造の屈折率Nmとの差を利用するのではなく、無機
網目構造の屈折率Nmと前記有機成分が出ていった空間
に存在する空気その他の気体の屈折率との差を利用する
ものであるので、光重合性モノマーまたはオリゴマーと
有機金属化合物の組合せを選定する際、屈折率の制限は
なく、そのためより多くの組合せが可能となる。
In the optical recording film of the present invention, the organic polymer contained therein or the reaction is not completed from the recording film in which the composition distribution of the organic polymer component and the inorganic network structure is formed by the above-mentioned exposure to actinic radiation. Organic components such as oligomers and monomers of the above are removed. Therefore, Japanese Patent Application No. 4
Rather than utilizing the difference between the refractive index Np of the polymer and the refractive index Nm of the inorganic network structure indicated by 172534, air existing in the space from which the organic component emerged and the refractive index Nm of the inorganic network structure Since the difference between the refractive index of the gas and the organic polymer compound is selected, there is no restriction on the refractive index when selecting a combination of the photopolymerizable monomer or oligomer and the organometallic compound, so that more combinations are possible.

【0042】本発明の有機成分を除去する工程によって
光記録膜は多孔質状となり、全体は厚み方向に約2分の
1〜20分の1の厚みに収縮する。なおこの膜は平面方
向にも収縮しようとするが、基材に拘束されているため
実際には平面方向の収縮は殆ど生じない。この時、2つ
のタイプの変化が起こり得る。第1のタイプは、有機ポ
リマーリッチ領域において有機成分が除去されることに
より、その領域の空隙率が高くなる。それに対し無機網
目構造リッチ領域は有機ポリマーリッチであった領域よ
り空隙率は低い。そして空隙率の低い部分は空隙率の高
い部分よりも高い見かけの屈折率を有する。すなわちこ
の場合には光強度分布が空隙率の分布となって記録され
たことになる。言い替えれば、強い強度の光があたった
膜部分の無機物質のみかけ密度が低くなり、逆に弱い強
度の光があたった膜部分の無機物質のみかけ密度が高く
なる。加水分解および重縮合が可能である有機金属化合
物として、有機ケイ素化合物を用いるよりも有機チタン
化合物を用いた方が、空隙率の低い部分と空隙率の高い
部分との見かけの屈折率差は大きくなる。それは無機網
目構造を構成する酸化チタンの方が酸化珪素(屈折率=
1.46)よりもそれ自体高い屈折率(2.35)を有
するからである。第2のタイプは、第1のタイプの変化
に続いて、多孔質膜がより緻密化される場合、空隙率の
高い有機ポリマーリッチであった領域は、無機網目構造
リッチ領域よりも相対的に収縮率が大きくなるので記録
膜には表面凹凸が形成される場合である。この時、光強
度の高い領域は凹部を形成し、光強度の低い領域は凸部
を形成する。この凹凸の高さは、記録膜の組成、膜の厚
み、照射する光強度分布、加熱温度などによって異な
り、凹凸が殆ど生じない場合もあるが、通常は0.00
1μm〜10μmの凹凸高さを生じる。
The optical recording film is made porous by the step of removing the organic component of the present invention, and the whole shrinks to a thickness of about 1/2 to 20 in the thickness direction. Although this film also tends to shrink in the plane direction, it hardly actually shrinks in the plane direction because it is constrained by the base material. At this time, two types of changes can occur. In the first type, the porosity of the region is increased by removing the organic components in the organic polymer-rich region. In contrast, the porosity of the region rich in the inorganic network structure is lower than that of the region rich in the organic polymer. The low porosity portion has a higher apparent refractive index than the high porosity portion. That is, in this case, the light intensity distribution is recorded as a porosity distribution. In other words, the apparent density of the inorganic material in the film portion to which the light of high intensity is applied becomes lower, and conversely, the apparent density of the inorganic material in the film portion to which the light of lower intensity is applied becomes higher. As an organometallic compound capable of hydrolysis and polycondensation, the use of an organotitanium compound rather than an organosilicon compound results in a larger apparent refractive index difference between a low porosity portion and a high porosity portion. Become. The reason is that titanium oxide constituting the inorganic network structure is silicon oxide (refractive index =
This is because it has a higher refractive index (2.35) itself than 1.46). In the second type, when the porous film is further densified following the change of the first type, the region which is rich in the organic polymer having a high porosity is relatively relatively formed compared to the region which is rich in the inorganic network structure. This is the case where surface irregularities are formed on the recording film because the shrinkage increases. At this time, a region having a high light intensity forms a concave portion, and a region having a low light intensity forms a convex portion. The height of the unevenness depends on the composition of the recording film, the thickness of the film, the light intensity distribution to be irradiated, the heating temperature, and the like.
An uneven height of 1 μm to 10 μm results.

【0043】表面凹凸か、空孔分布かは無機成分に用い
る化合物、有機成分と無機成分の濃度、加熱処理温度等
の条件による。極端に加熱処理温度が高い場合には、空
隙率の高い有機ポリマーリッチ領域も、無機網目構造リ
ッチ領域もともに空隙率がゼロになり表面凹凸のみが形
成される。また表面凹凸と空孔分布の両方を形成させる
ことも可能である。表面凹凸と空孔分布の両方を形成さ
せる場合、光記録膜としてはそれらは相加的に働く。
The surface unevenness or the pore distribution depends on conditions such as the compound used for the inorganic component, the concentrations of the organic component and the inorganic component, and the temperature of the heat treatment. When the heat treatment temperature is extremely high, the porosity of both the organic polymer rich region having a high porosity and the inorganic network structure rich region becomes zero, and only surface irregularities are formed. It is also possible to form both surface irregularities and pore distribution. When forming both the surface irregularities and the pore distribution, they work additively as an optical recording film.

【0044】以上は膜の厚み方向には空孔(空隙)分布
が生じないとして説明したが、実際には空孔分布は膜の
厚み方向および平面方向にも生じることが多い。特に可
干渉性を有する輻射線によって得られる干渉縞に露光さ
せる場合にはそれが顕著である。
Although it has been described above that no pore (void) distribution occurs in the thickness direction of the film, actually, the pore distribution often occurs also in the thickness direction and the plane direction of the film. This is particularly noticeable when exposing to interference fringes obtained by coherent radiation.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明によって、化学的に安定な無機成
分から構成される、優れた耐光性、耐熱性、耐環境性な
どの耐久性有し、かつ高回折効率、高解像力及び高透過
率などの優れた光学特性を示す光記録膜を得ることがで
きる。また本発明によって、微細な凹凸加工を施した薄
膜を得ることが可能となる。
According to the present invention, the present invention has excellent durability such as light resistance, heat resistance and environmental resistance, which is composed of chemically stable inorganic components, and has high diffraction efficiency, high resolution and high transmittance. An optical recording film exhibiting excellent optical characteristics such as the above can be obtained. Further, according to the present invention, it is possible to obtain a thin film subjected to fine unevenness processing.

【0046】[0046]

【実施例】以下、この発明の実施例を挙げて説明するが
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 <以下に示す化合物の説明> TEOS :テトラエトキシシラン PDMS :末端シラノール基ポリジメチルシロキサ
ン THF :テトラヒドロフラン i−PA :イソプロピルアルコール HCl :12N塩酸 Ti(OPr)4:テトライソプロポキシチタン HPPA :2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピ
ルアクリレート EBPA :エトキシレートビスフェノールAジアク
リレート BTTB :3,3’,4,4’−テトラ−(t−ブ
チルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン(日本油脂
製、純度50%) KCD :3,3’−カルボニルビス(7−ジエチ
ルアミノクマリン) (日本感光色素研究所製) 実施例1 まず最初に光記録膜用出発溶液を以下の条件で調製し
た。 <溶液1> ---------------------------------------------------- TEOS(加水分解および重縮合が可能 である有機金属化合物として) 27g PDMS(同上) 3g THF(溶媒) 5cc i−PA(溶媒) 9cc ------------------------------------------------------ <溶液2> -------------------------------------------------------------- i−PA(溶媒) 12cc H2O(TEOS、PDMSの加水分解用) 2cc HCl(濃度12N)(加水分解を促進させるための触媒) 5cc -------------------------------------------------------------- 溶液1、溶液2を別途調製、攪拌した後、加水分解、重
縮合反応の触媒である溶液2を溶液1に攪拌しつつ滴下
して加え均一な溶液を得た。その後、この溶液を80℃
で40分間還流して有機金属化合物の溶液を得た。
The present invention will be described below with reference to examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. <Description of Compounds Shown Below> TEOS: tetraethoxysilane PDMS: polydimethylsiloxane having terminal silanol group THF: tetrahydrofuran i-PA: isopropyl alcohol HCl: 12N hydrochloric acid Ti (OPr) 4 : tetraisopropoxytitanium HPPA: 2-hydroxy- 3-phenoxypropyl acrylate EBPA: ethoxylate bisphenol A diacrylate BTTB: 3,3 ', 4,4'-tetra- (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone (manufactured by NOF Corporation, purity: 50%) KCD: 3,3 '-Carbonylbis (7-diethylaminocoumarin) (manufactured by Japan Photographic Dye Laboratories) Example 1 First, a starting solution for an optical recording film was prepared under the following conditions. <Solution 1> ---------------------------------------------- ------ TEOS (as an organometallic compound capable of hydrolysis and polycondensation) 27 g PDMS (same as above) 3 g THF (solvent) 5 cc i-PA (solvent) 9 cc ---------- -------------------------------------------- <Solution 2>- -------------------------------------------------- ---------- i-PA (solvent) 12cc H2O (for hydrolysis of TEOS and PDMS) 2cc HCl (concentration 12N ) (catalyst to promote hydrolysis) 5cc ------ -------------------------------------------------- ------ Solution 1 and solution 2 were separately prepared and stirred, and then solution 2 as a catalyst for hydrolysis and polycondensation reaction was added dropwise to solution 1 with stirring to obtain a uniform solution. Then, the solution is heated to 80 ° C.
For 40 minutes to obtain a solution of an organometallic compound.

【0047】次に赤色暗室用ランプ下において、以下の
重量比で、光重合開始剤BTTB、色素KCDを塩化メ
チレン、メタノール混合溶液に溶解し、光重合モノマー
HPPA,EBPAに混合攪拌した溶液3を、上記有機
金属化合物の溶液(溶液1、2の混合物)5.0gに導
入し、攪拌混合して均一な光記録用出発溶液を得た。
Next, under a lamp for a red dark room, the photopolymerization initiator BTTB and the dye KCD were dissolved in a mixed solution of methylene chloride and methanol in the following weight ratio, and the solution 3 obtained by mixing and stirring the photopolymerized monomers HPPA and EBPA was used. And 5.0 g of a solution of the above-mentioned organometallic compound (mixture of solutions 1 and 2), followed by stirring and mixing to obtain a uniform starting solution for optical recording.

【0048】 <溶液3> ---------------------------------------------------------------- HPPA(光重合モノマー) 4.75g EBPA(光重合モノマー) 0.25g BTTB(光重合開始剤) 0.50g KCD(色素) 0.01g 塩化メチレン/メタノール(=95/5重量%)(溶媒) 1.00g ---------------------------------------------------------------- この溶液を赤色暗室用ランプ下で、300×150×2
mmのガラス基板上にアプリケーターを用いてコーティン
グし、30℃、約24時間静置し、ゲル化、乾燥させ
て、厚みが約9.5μmのクラックのない感光層を得
た。その後、厚み100μmのポリエチレンテレフタレ
ートのカバーフィルムを上記感光層の上に付着させ、そ
れを切断して、60×60mmの大きさのガラス基板-感
光層-ポリエチレンテレフタレートフィルムの積層体か
らなる感光材(光記録用膜)を得た。
<Solution 3> ------------------------------------------- --------------------- HPPA (photopolymerization monomer) 4.75 g EBPA (photopolymerization monomer) 0.25 g BTTB (photopolymerization initiator) 0.50 g KCD (Dye) 0.01 g Methylene chloride / methanol (= 95/5% by weight) (solvent) 1.00 g -------------------------- -------------------------------------- Put this solution under a red dark room lamp at 300x 150 × 2
A glass substrate having a thickness of about 9.5 μm was coated by using an applicator, allowed to stand at 30 ° C. for about 24 hours, gelled, and dried to obtain a crack-free photosensitive layer having a thickness of about 9.5 μm. Thereafter, a cover film of polyethylene terephthalate having a thickness of 100 μm is adhered onto the above-mentioned photosensitive layer, which is cut, and a photosensitive material comprising a laminate of a glass substrate having a size of 60 × 60 mm, a photosensitive layer and a polyethylene terephthalate film ( Optical recording film) was obtained.

【0049】次に図1に示すような光学系においてアル
ゴンイオンレーザー1から発振した波長514.5nm
の光を、シャッター2を通してビームエキスパンダー
3、コリメータレンズ4により平行光とし、ビームスプ
リッター5により二光束の平行光に分け、ミラー6、
6’を用いて上記の感光材(ガラス基板-光記録層-ポリ
エチレンテレフタレートフィルムの積層体)3枚に対し
て、角度θで入射させ干渉露光を行なった。なお角度θ
の値は、それぞれ5゜,14゜,42゜とし、30〜5
0mJ/cm2の露光量で作製した。
Next, in the optical system shown in FIG. 1, the wavelength oscillated from the argon ion laser 1 is 514.5 nm.
Through the shutter 2, the beam expander 3 and the collimator lens 4 convert the light into parallel light, and the beam splitter 5 splits the light into two parallel light beams.
Using 6 ′, the three photosensitive materials (laminate of glass substrate-optical recording layer-polyethylene terephthalate film) were incident at an angle θ and subjected to interference exposure. Note that the angle θ
Are 5 °, 14 °, and 42 °, respectively, and 30 to 5
It was produced at an exposure of 0 mJ / cm 2 .

【0050】干渉露光の後、感光材を30Wの蛍光灯を
用いて3cmの距離から約15分間全面露光を行い、未
重合モノマーの重合を完結させ固定化した。
After the interference exposure, the photosensitive material was exposed to the entire surface for about 15 minutes from a distance of 3 cm using a fluorescent lamp of 30 W to complete the polymerization of the unpolymerized monomer and fix it.

【0051】以上のようにして感光材に約170,48
0,1400本/mmの空間周波数を有する干渉縞を用
いて回折格子を作製した。
As described above, about 170, 48
A diffraction grating was produced using interference fringes having a spatial frequency of 0.1400 lines / mm.

【0052】次にこの回折格子よりポリエチレンテレフ
タレートフィルムを剥した後、電気炉中で、50℃/時
間の昇温速度で500℃まで加熱した。4時間そのまま
の温度で保った後、約10時間かけて電気炉内を室温ま
で除冷し、回折格子を取り出した。このようにして空間
周波数170,480,1400本/mmを有する回折
格子が記録された膜厚1.2μmのSiO2膜とガラス基
板の積層体が得られた。このSiO2膜の断面を1千倍〜
5万倍の電子顕微鏡によって観察すると、干渉縞の強弱
に応じて表面凹凸および、わずかながらシリカ粒子の密
度分布が形成されていることが確認された。すなわち、
表面の山脈状凸部の高さは約1μm、幅は約1μm、凹
凸のピッチ(凸部の中心間の距離)は上記空間周波数に
応じてそれぞれ約6μm、約2μm、および約0.7μ
mであった。そして膜内部では、シリカ粒子(直径約
0.01〜0.1μm)が表面が凸の部分の内部では緊
密に存在し、他方表面が凹の部分は粗く(空隙が多く)
存在していることが確かめられた。回折格子としての機
能は主として膜表面の凹凸によるのである。
Next, after the polyethylene terephthalate film was peeled off from the diffraction grating, it was heated to 500 ° C. at a heating rate of 50 ° C./hour in an electric furnace. After maintaining the temperature for 4 hours, the inside of the electric furnace was cooled down to room temperature over about 10 hours, and the diffraction grating was taken out. In this way, a 1.2 μm-thick SiO 2 film on which a diffraction grating having spatial frequencies of 170, 480 and 1400 lines / mm was recorded and a laminate of a glass substrate were obtained. The cross section of this SiO2 film is 1000 times
Observation with a 50,000 × electron microscope confirmed that surface irregularities and a slight density distribution of silica particles were formed according to the intensity of the interference fringes. That is,
The height of the mountain-shaped projections on the surface is about 1 μm, the width is about 1 μm, and the pitch of the unevenness (the distance between the centers of the projections) is about 6 μm, about 2 μm, and about 0.7 μm, respectively, according to the spatial frequency.
m. Inside the film, silica particles (diameter: about 0.01 to 0.1 μm) exist tightly inside the convex part, while the concave part is rough (many voids).
It has been confirmed that it exists. The function as a diffraction grating is mainly due to the unevenness of the film surface.

【0053】実施例2 実施例1で用いた感光材の上に、USAFテストターゲ
ット(メレスグリオ社製、空間周波数1〜228本/m
m)をマスキング板として載置し、2kWの紫外線ラン
プに、光源からの距離を30cmとして5秒間露光し
た。ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥した後、
電気炉中で、昇温速度50℃/時間で500℃まで加熱
した。4時間そのままの温度で保った後、約10時間か
けて電気炉内を室温まで除冷し、感光材を取り出した。
このSiO2膜の表面を電子顕微鏡によって観察すると、
マスクパターンに応じて表面凹凸が形成されていること
が確認された。
Example 2 On the photosensitive material used in Example 1, a USAF test target (manufactured by Meles Griot, spatial frequency: 1 to 228 lines / m)
m) was mounted as a masking plate, and exposed to a 2 kW ultraviolet lamp for 5 seconds at a distance from the light source of 30 cm. After peeling off the polyethylene terephthalate film,
In an electric furnace, heating was performed at a heating rate of 50 ° C./hour up to 500 ° C. After maintaining the temperature for 4 hours, the inside of the electric furnace was cooled down to room temperature over about 10 hours, and the photosensitive material was taken out.
When observing the surface of this SiO2 film with an electron microscope,
It was confirmed that surface irregularities were formed according to the mask pattern.

【0054】実施例3 次にTiO2を無機網目構造とする場合の実施例を示す。
以下の方法で光記録膜用出発溶液を調整した。 <溶液4> ------------------------------------------- Ti(OPr)4 20g i−PA 20cc ------------------------------------------- <溶液5> ------------------------------------------- i−PA 40cc H2O 2.0cc HCl(濃度12N) 0.5cc -------------------------------------------溶液
4、溶液5を別途攪拌した後、加水分解、重縮合の触媒
である溶液5を溶液6に攪拌しつつ、徐々に滴下して加
え均一な溶液を得た。 <溶液6> -------------------------------------------------------------- HPPA 4.75g EBPA 0.25g BTTB 0.50g KCD 0.01g 塩化メチレン/メタノール(=95/5重量%) 1.00g -------------------------------------------------------------- 次に赤色暗室用ランプ下において、上記溶液6に示す重
量比で、光重合開始剤BTTB、色素KCDを塩化メチ
レン、メタノール混合溶液に溶解し、光重合モノマーH
PPA,EBPAに混合攪拌した溶液6を、上記有機金
属化合物の溶液(溶液4、5の混合物)10.0gに導
入し、攪拌混合して均一な出発溶液を得た。
Embodiment 3 Next, an embodiment in which TiO2 has an inorganic network structure will be described.
A starting solution for an optical recording film was prepared by the following method. <Solution 4> ------------------------------------------- Ti (OPr ) 4 20g i-PA 20cc ------------------------------------------- <Solution 5> ------------------------------------------- i-PA 40cc H2O 2.0cc HCl (concentration 12N ) 0.5cc ------------------------------------- ------ After Solution 4 and Solution 5 were separately stirred, Solution 5 which is a catalyst for hydrolysis and polycondensation was gradually added dropwise to Solution 6 while stirring to obtain a uniform solution. <Solution 6> ---------------------------------------------- ---------------- HPPA 4.75 g EBPA 0.25 g BTTB 0.50 g KCD 0.01 g Methylene chloride / methanol (= 95/5 wt%) 1.00 g --- -------------------------------------------------- --------- Next, under a lamp for a red dark room, the photopolymerization initiator BTTB and the dye KCD were dissolved in a mixed solution of methylene chloride and methanol at the weight ratio shown in the solution 6, and the photopolymerizable monomer H was dissolved.
Solution 6 mixed and stirred with PPA and EBPA was introduced into 10.0 g of the above-mentioned solution of the organometallic compound (mixture of solutions 4 and 5), and mixed by stirring to obtain a uniform starting solution.

【0055】実施例1と同様な方法でコーティングを行
い、光記録膜を得て、1400本/mmの空間周波数を
有する干渉縞を用いて回折格子を記録した。
Coating was performed in the same manner as in Example 1, an optical recording film was obtained, and a diffraction grating was recorded using interference fringes having a spatial frequency of 1400 lines / mm.

【0056】He−Neレーザより発振する632.8
nmのビームを用いて回折効率を測定した。回折効率は
入射光強度に対する1次回折光強度の比として算出し
た。その結果を表1に示す。蛍光灯を用いて全面露光を
行なった時点では、わずかに0.022の回折効率であ
ったが、加熱処理を行なうにしたがって次第に上昇し、
400〜500度の熱処理により約0.5の回折効率が
得られた。
632.8 oscillating from He-Ne laser
The diffraction efficiency was measured using a nm beam. Diffraction efficiency was calculated as the ratio of the first-order diffracted light intensity to the incident light intensity. Table 1 shows the results. At the time of performing the entire surface exposure using a fluorescent lamp, the diffraction efficiency was slightly 0.022, but gradually increased as the heat treatment was performed.
A diffraction efficiency of about 0.5 was obtained by the heat treatment at 400 to 500 degrees.

【0057】このTiO2膜の断面を電子顕微鏡によって
観察すると、干渉縞の強弱に応じて主として空孔分布が
形成され、わずかに表面凹凸も形成されていることが確
認された。このように加熱前よりも加熱後で回折格子の
回折効率が向上するのは、加熱前では、入射光強度分布
による有機ポリマーリッチ領域と無機網目構造リッチ領
域との屈折率の差がポリマー(HPPAとEBPAのコ
ポリマー)の屈折率約1.55と酸化チタンゲルの屈折
率1.6の差(約0.05)に起因するのに対して、4
00℃加熱後の回折格子では、酸化チタンの屈折率約
2.35と空気の屈折率約1.00との差(約1.3
5)が加熱前のものの差に比べて非常に大きいことによ
るものである。
Observation of the cross section of this TiO2 film by an electron microscope confirmed that the pore distribution was mainly formed according to the intensity of the interference fringes, and that the surface was slightly uneven. The reason why the diffraction efficiency of the diffraction grating is improved after heating compared to before heating is that the difference in the refractive index between the organic polymer-rich region and the inorganic network structure-rich region due to the incident light intensity distribution is due to the polymer (HPPA) before heating. And EBPA copolymer) of about 1.55 and a refractive index of titanium oxide gel of 1.6 (about 0.05), whereas
In the diffraction grating heated at 00 ° C., the difference between the refractive index of titanium oxide of about 2.35 and the refractive index of air of about 1.00 (about 1.3).
5) is due to the fact that the difference is much larger than that before heating.

【0058】[0058]

【表1】 ----------------------------------------[Table 1] ----------------------------------------

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例として、透過型回折格子を記
録する場合に用いられる光学系の一例である。
FIG. 1 is an example of an optical system used when recording a transmission diffraction grating as an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1..レーザー発振器、 2..シャッター、 3..ビームエキスパンダー、 4..コリメーターレンズ、 5..ビームスプリッター、 7..感光材、 1. Laser oscillator, 2. Shutter, 3. Beam expander, 4. Collimator lens, 5. Beam splitter, 7. Photosensitive material,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G11B 7/24 516 G11B 7/24 516 (56)参考文献 特開 昭64−51334(JP,A) 特開 平2−5062(JP,A) 特許2953200(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/027 G03F 7/004 G03F 7/028 G03H 1/02 G11B 7/24 ────────────────────────────────────────────────── (5) Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI G11B 7/24 516 G11B 7/24 516 (56) References JP-A-64-51334 (JP, A) JP-A-2-5062 (JP, A) Patent 2953200 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03F 7/027 G03F 7/004 G03F 7/028 G03H 1/02 G11B 7/24

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 A.(1)光重合性モノマーまたはオリゴ
マー、 (2)光重合開始剤、 (3)加水分解および重縮合が可能である有機金属化合
物 (4)前記有機金属化合物のための溶媒、 (5)水、および (6)前記有機金属化合物の加水分解を促進させるため
の触媒、 を含み、前記有機金属化合物の含有量が5〜90重量%
である出発溶液を基材の上に塗布し、塗布膜中の揮発成
分を蒸発、除去させ、前記有機金属化合物加水分解、
重縮合されて形成した前記金属の酸化物の網目構造中に
光重合性モノマーまたはオリゴマーが保持された光記録
用膜を前記基材上に作製する工程、 B.前記光記録用膜に活性放射線を照射して、前記膜
に、その膜内の光強度が強い部分における前記光重合性
モノマーまたはオリゴマーが重合して有機ポリマーがリ
ッチな領域と、光強度が弱い部分における前記金属の酸
化物がリッチな領域を形成する工程、および、ついで C.上記照射された膜の前記有機ポリマーがリッチな領
域および、前記金属の酸化物がリッチな領域の両方の
の、重合されたポリマーおよび未重合のモノマー・オリ
ゴマーを含む有機成分を除去して前記有機成分が除去さ
れた跡である多数の微小空隙を有する金属酸化物の膜状
のネットワークを残す工程、 を含む、前記膜中の空隙率を前記光強度が強い部分と光
強度が弱い部分とで変化させてなる、前記金属酸化物の
みかけ密度分布および/または表面凹凸を有する、基材
表面に被覆された光記録膜の製造方法。
1. A. First Embodiment (1) a photopolymerizable monomer or oligomer, (2) a photopolymerization initiator, (3) an organometallic compound capable of hydrolysis and polycondensation, (4) a solvent for the organometallic compound, (5) water, and (6) the catalyst for accelerating the hydrolysis of the organometallic compound, only containing the content of the organic metal compound is 5-90 wt%
The starting solution is coated on the substrate, the volatile components in the coating film evaporates, is removed, the organometallic compound is hydrolyzed,
In the network structure of the metal oxide formed by polycondensation
A step of forming an optical recording film holding a photopolymerizable monomer or oligomer on the substrate , B. Irradiating the optical recording film with actinic radiation , the film
In addition, the photopolymerizability in a portion where the light intensity is strong in the film
Monomer or oligomer polymerizes and organic polymer
And the acid of the metal in the area where the light intensity is low.
B. forming a region rich in oxides, and then C.I. When the organic polymer of the irradiated film is rich,
Polymerized and unpolymerized monomer orientation in both the region and the region rich in oxides of the metal.
The organic components including sesame are removed to remove the organic components.
Metal oxide film with many microvoids
Leaving a network of the porosity in the film and the light intensity portion and light
A base material having an apparent density distribution and / or surface unevenness of the metal oxide , which is changed between a portion having a low strength and a portion having a low strength
A method for producing an optical recording film coated on the surface .
【請求項2】 前記有機成分の除去は前記光記録用膜を
200℃以上の温度に加熱することによりおこなう請求
記載の光記録膜の製造方法。
2. A process according to claim 1, wherein the optical recording film removal of the organic component carried out by heating the optical recording film 200 ° C. or higher.
【請求項3】A.(1)光重合性モノマーまたはオリゴ3. A. (1) Photopolymerizable monomer or oligo
マー、Ma, (2)光重合開始剤、(2) a photopolymerization initiator, (3)加水分解および重縮合が可能である有機金属化合(3) Organometallic compounds capable of hydrolysis and polycondensation
物、object, (4)前記有機金属化合物のための溶媒、(4) a solvent for the organometallic compound, (5)水、および(5) water, and (6)前記有機金属化合物の加水分解を促進させるため(6) To promote the hydrolysis of the organometallic compound
の触媒、Catalyst, を含み、前記有機金属化合物の含有量が5〜90重量%And the content of the organometallic compound is 5 to 90% by weight.
である出発溶液を基材の上に塗布し、塗布膜中の揮発成Is applied onto the substrate, and the volatile solution
分を蒸発、除去させ、前記有機金属化合物が加水分解、The organic metal compound is hydrolyzed,
重縮合されて形成した前記金属の酸化物の網目構造中にIn the network structure of the metal oxide formed by polycondensation
光重合性モノマーまたはオリゴマーが保持された光記録Optical recording with photopolymerizable monomer or oligomer retained
用膜を前記基材上に作製する工程、Forming a film for the substrate on the substrate, B.前記光記録用膜に活性放射線を照射して、前記膜B. Irradiating the optical recording film with actinic radiation, the film
に、その膜内の光強度が強い部分における前記光重合性In addition, the photopolymerizability in a portion where the light intensity is strong in the film
モノマーまたはオリゴマーが重合して有機ポリマーがリMonomer or oligomer polymerizes and organic polymer
ッチな領域と、光強度が弱い部分における前記金属の酸And the acid of the metal in the area where the light intensity is low.
化物がリッチな領域を形成する工程、および、ついでThe process of forming a region rich in oxides, and then C.上記照射された膜の前記有機ポリマーがリッチな領C. When the organic polymer of the irradiated film is rich,
域および、前記金属の酸化物がリッチな領域の両方の中Region and the region rich in oxides of the metal
の、重合されたポリマーおよび未重合のモノマー・オリOf polymerized polymer and unpolymerized monomer
ゴマーを含む有機成分を除去して前記有機成分が除去さThe organic components including sesame are removed to remove the organic components.
れた跡である多数の微小空隙を有する金属酸化物の膜状Metal oxide film with many microvoids
のネットワークを残す工程、The process of leaving the network of を含み、ここにおいて、前記有機成分の除去は前記光記Wherein the removal of the organic component comprises
録用膜を前記金属酸化物が変形し得る温度でおこなわThe recording film is formed at a temperature at which the metal oxide can be deformed.
れ、それにより膜の表面に制御された凹凸が形成されThis creates controlled irregularities on the surface of the film
る、基材表面に被覆された光記録膜の製造方法。A method for producing an optical recording film coated on a substrate surface.
【請求項4】 前記B工程とC工程の間に、未重合の光4. An unpolymerized light is provided between the step B and the step C.
重合性モノマーおよびオリゴマーの重合を完結させる工Process to complete polymerization of polymerizable monomers and oligomers
程を含む請求項1〜3のいずれか1項記載の光記録膜のThe optical recording film according to claim 1, further comprising:
製造方法。Production method.
【請求項5】 前記活性放射線の照射が、可干渉性を有
する輻射線によって得られる干渉縞を用いる請求項1〜
4のいずれか1項記載の光記録膜の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the actinic radiation is irradiated using interference fringes obtained by coherent radiation .
5. The method for producing an optical recording film according to any one of items 4 to 5 .
【請求項6】 前記活性放射線の照射が、前記光記録用6. The method according to claim 1, wherein the irradiation with the actinic radiation is performed for the optical recording.
膜上に配置したパターニングマスクを通しておこなう請Through a patterning mask placed on the film
求項1〜4のいずれか1項記載の光記録膜の製造方法。The method for producing an optical recording film according to any one of claims 1 to 4.
【請求項7】 前記出発溶液は前記光重合性モノマーま7. The method of claim 1, wherein the starting solution comprises the photopolymerizable monomer.
たはオリゴマーの合計 10〜80重量%、Or a total of 10 to 80% by weight of the 前記光重合開始剤 0.05〜The photopolymerization initiator 0.05 to
30重量%、30% by weight, 前記有機金属化合物 5〜The organometallic compound 5
90重量%、90% by weight, 前記溶媒 5〜The solvent 5
90重量%、90% by weight, 前記水 0.01〜The water 0.01-
30重量%、および30% by weight, and 前記触媒 0.05〜The catalyst 0.05-
30重量%、30% by weight, からなる請求項1〜6のいずれか1項記載の光記録膜のThe optical recording film according to any one of claims 1 to 6, comprising:
製造方法。Production method.
【請求項8】 前記有機金属化合物は有機ケイ素化合8. The organic metal compound is an organosilicon compound.
物、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物およびSubstances, organic titanium compounds, organic zirconium compounds and
有機アルミニウム化合物からなる群より選ばれた少なくLess selected from the group consisting of organoaluminum compounds
とも1種を含むものである請求項1〜7のいずれか1項8. The composition according to claim 1, wherein the composition comprises at least one kind.
に記載の光記録膜の製造方法。3. The method for producing an optical recording film according to item 1.
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