JPH03102386A - レリーフホログラムの作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レリーフホログラムの作製方法に関し、更に
詳しくは、ネガ型フォトレジスト層を有するホログラム
作製用乾板を用いた高い回折効率を有するレリーフホロ
グラムの作製方法に関する。

（従来の技術） 近年、装飾・美術・広告などの３次元ディスプレイ分野
、画像処理・光干渉計測分野、さらには光学素子分野に
おいてホログラムの応用が活発に推し進められている。

良質なレーザ光源の開発、種々の撮影手法の確立と相伴
ってホログラムの利用範囲は急速に拡大してきた。

しかしながら、ホログラムを記録する材料の制約上の問
題から、その使用形態は、いまなお限定されたものとな
っている。例えば、銀塩、垂クロム酸ゼラチンなどは良
好な位相型ホログラムを作製する記録材料として知られ
ているが、いずれも記録されたホログラムに対して、耐
候性、耐熱性に劣る等の問題点を有しており、その用途
は屋内用に限られていた。又、ボジ型フォトレジストは
、表面レリーフ形状ホログラムを作製する材料として知
られているが、その用途は大量複製時の原版としての利
用に限定されており、耐候性、着色性等の問題で、その
ままの形でホログラムとして使用することはできなかっ
た。

本発明者らは、上記問題点を解決するホログラム記録材
料として、特開昭６３−１６１４４４号公報に、感光層
にネガ型フォトレジストを用いたホログラム作製用乾板
を提案し、特開昭６３−１４７１６３号、特開昭６３−
１５３５７５号及び特開昭６３−１５８５４３号公報に
、該乾板を使用した表面レリーフ形状ホログラムの作製
方法を提案した。

〔本発明が解決しようとする課題〕

ホログラムの重要な性能の１つに回折効率という特性が
あり、この回折効率を高めることは、ホログラム画像の
明るさを増加させることにつながる。

本発明が解決しようとする課題は、ネガ型フォトレジス
ト層を有するホログラム作製用乾板を用いた表面レリー
フ形状ホログラムの作製において、回折効率の高いホロ
グラムを作製する方法を提供するものであり、更に詳し
くは、ネガ型フォトレジスト層を有するホログラム作製
用乾板上に、明るいホログラム画像を形成させることが
できる方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は、上記課題を解決するために、光透過性の基板
上に形成されたネガ型フォトレジスト層にパターンをレ
ーザ露光した後、該レジスト層を現像して成るレリーフ
ホログラムの作製方法において、 露光工程が、基板側からパターンをレーザ露光する工程
であることを特徴とするレリーフホログラムの作製方法
を提供する。

ネガ型フォトレジスト層を有するホログラム乾板に対し
、通常の感光性乾板と同様に、感光層であるネガ型フォ
トレジスト層側からレーザ光を照射して、ホログラム情
報を記録し、現像処理によって、表面レリーフ形状ホロ
グラム画像を形或できることは既に報告した。しかしな
がら、驚くことに、ホログラム乾板の裏面、即ち、光透
過性の基板側よりレーザ光を照射してホログラム情報を
記録し、現像処理によって形成した表面レリーフ形状ホ
ログラム画像は、ネガ型フォトレジスト層側よりレーザ
露光した場合と比較して、より高い回折効率を示し、更
には、より広い範囲のレーザ露光量に対するホログラム
感度（すなわち広い露光ラテチュード）を示すことを見
い出し、本発明を完成するに至った。

この効果の生ずる理由は明らかではないが、この方法が
、レリーフ像を形或するという点で同類であるボジ型フ
ォトレジストには応用できないことから考えて、ネガ型
フォトレジスト、即ち、硬化性樹脂の硬化反応過程に由
来するものと思われる。光の強弱及び位相差を記録・再
生する必要のあるホログラム材料において、基板側から
レーザ照射記録することによって光硬化性樹脂の特性が
生かされ、わずかな光の強弱差及び位相差が、より忠実
にレリーフホログラム画像形或に反映するものと思われ
る。

光透過性の基板としては、例えば、ブラスチ，冫クシー
ト、ガラス板等の透明性の基板が好ましい。

レーザ光が透過できる程度の半透明の基板も使用するこ
とができる。

ネガ型フォトレジストとしては、例えば、ジアゾニウム
塩類を感光基とするジアゾ樹脂：アジド基を感光基とす
る感光性樹脂；フエニレンジアクリル酸基を感光基とす
る感光性樹脂：ボリケイ皮酸ビニル、ボリビニロキシエ
チルシンナメート、ポリ（メタ）アクリロキシエチルシ
ンナメート、ポリグリシジルシンナメートの如きケイ皮
酸基とする感光性樹脂；ｐ−フェニレンジアクリル酸、
ｍ−フエニレンジアクリル酸、２．５−ジメトキシ−ｐ
−フェニレンジアクリル酸、２−ニトローｐフェニレン
ジアクリル酸、ｐ一カルボキシケイ皮酸、シンナミリデ
ンマロン酸、ビス（ｐ−ケイ皮酸）ジエチレングリコー
ルエーテル、ビス（ｐ一カルポキシベンザル）シクロヘ
キサノン、ビス（ｐ一カルボキシベンザル）シクロベン
タノン、ｐ．ｐ’　一力ルコンジカルポン酸等のジカル
ポン酸又はその誘導体と多価アルコールとの重縮合反応
により得られる不飽和ポリエステル系感光性樹脂等が挙
げられるが、これらの中でも、消防法上、工程上、作業
環境上の問題から水性アルカリ現像液で現像可能な感光
性組成物が好ましく、フェニレンジアクリレート基及び
／又はケイ皮酸基を主鎖もしくは側鎖に含有する重合体
を主或分とする水性アルカリ現像液で現像可能なネガ型
フォトレジストが特に好ましい。

フエニレンジアクリレート基及び／又はケイ皮酸基を主
鎖もしくは側鎖に含有する重合体を主或分とする水性ア
ルカリ現像液で現像可能なネガ型フォトレジストとして
は、例えば、特開昭６０一１６５６４６号公報に記載の
一般式 （式中、Ａは芳香核に隣接した感光性不飽和二重結合を
主鎖中に含有する線状ポリエステル構造単位を表わし、
Ｒ１は４価の有機基を表わす。）で表わされる繰り返し
単位を有する感光性ポリエステル樹脂；特開昭６１−５
５６４３号公報に記載の芳香核に隣接する感光性不飽和
二重結合を分子主鎖に有し、感光性不飽和二重結合とカ
ルボキシル基とを懸垂基に有する感光性ポリエステル又
は変性ポリエステル樹脂等が挙げられる。

これらのネガ型フォトレジストを溶液とした後、この溶
液を、前記光透過性の基板上に、バーコーター、ロール
コーター、スピンコーター等を用いて塗布、乾燥させる
ことによって感光層が形成される。

感光層の膜厚は、ホログラムの用途によって適宜選択さ
れるが、通常０，１〜２μｍの範囲が好ましい。

基板側よりレーザ露光記録されたホログラム乾板は、所
定の現像操作によって処理される。その際、現像は、バ
ットなどの容器に現像液を貯え、感光層を上にして露光
済みホログラム乾板を現像液中に浸漬し、感光層面に常
にフレッシュな現像液が接するように、時々、バットを
振盪しながら、所定時間現像を進める。この現像操作に
より、記録されなかった部分の感光層が現像液中に溶解
除去され、基板と透明な硬化ホログラム画像が形成され
る。水洗、乾燥することによって完威したホログラムは
、透明性に優れた明るいホログラム画像を示す。

〔実施例〕

以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。

（ネガ型フォトレジストの製造） ｐ−フエニレンジアクリル酸ジエチル５　４．　８　ｇ
（０．２モル）とビスフェノールＡ（１モル）のエチレ
ンオキサイド（６．２モル）付加体１　３　３．　２　
ｇ（０．２６６モル）を、触媒（ジブチル錫オキサイド
６００■）、禁止剤（フェノチアジン６０■）と共に攪
拌装置、窒素ガス導入管、温度計および留出管を備えた
反゛応器に仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しつつ１９
０″Ｃに加温して反応を開始した。その後３時間半に亘
って加熱、攪拌を続け、反応にまり生或するエタノール
を完全に留出させ、水酸基価４６．５の線状ポリエステ
ル樹脂を得た。

上記線状ポリエステル樹脂１００ｇを１　４　０　’Ｃ
に加温、撹拌し、ビロメリット酸二無水物９．０ｇを仕
込み、窒素雰囲気下、常圧で２０分間、攪拌を続けた後
、酸価４３．５の側鎖力ルボキシル基含有ネガ型フォト
レジストを得た。

実施例１ 上記ネガ型フォトレジスト７０ｇ、光増感剤としてケト
クコリン２ｇをシクロヘキサノン９００ｇに溶解し、均
一な光硬化性樹脂組成物溶液を調合した。

この溶液をスライドガラス基板上にスビンナ−（１００
０ｒｐ＋ｍ　／　３　０秒間）を用いて塗布し、１１０
゜Ｃで２０分間熱処理して、ネガ型フォトレジスト層の
厚さ０．　５μｍのホログラム作製用乾板を得た。

空冷式アルゴンレーザを出力光源とし、物体光：参照光
を１：２の比率に分割し、ビーム交差角２０゜　　トー
タル出力１０３μｗ　／　ｃｄとなるよう光学系を組立
てた。

前記ホログラム作製用乾板を、感光層面の反対側、即ち
、ガラス基板側が入射光側となるように乾板ホルダーに
セットし、物体光と参照先による干渉パターンを所定光
量照射して露光済ホログラム乾板を得た。

下記組或の水性アルカリ現像液を調整し、バットに貯蔵
して液温を２３゜Ｃに保った。

ラウリル硫酸ナトリウム　　　　　　　３重量部トリエ
タノールアミン　　　　　　　０．　５重量部水　　　
　　　　　　　　　　８９．５重量部前記露光済ホログ
ラム乾板を、この現像液中に感光層が上側を向くように
浸漬し、４分間軽くバットを振盪しながら現像処理した
．次いで、この乾板を流水で３０秒間洗った後、ドライ
ヤーで乾燥することによって、レインボー的に輝く透明
な表面レリーフ形状ホログラム記録層を得た。このホロ
グラムに対し、Ｆｌｅ−Ｎｅレーザで回折効率（θ＝２
０゜　　■。／Ｉ．＝２／１）を測定した結果を第１図
に示した． 比較例１ 実施例１と同様のホログラム作製用乾板及び光学系を使
用した． ただし、乾板ホルダーにホログラム作製用乾板′をセッ
トする際、実施例１とは逆に、感光層面がレーザ光入射
側になるようにセットした．所定光量照射後、実施例１
と同様にして、現像、水洗、乾燥を行ない、レインボー
的に輝く透明な表面レリーフ形状ホログラム記録層を得
た。

このホログラムに対してＨｅ−Ｎｅレーザで回折効率を
測定した結果を実施例ｌと比較しながら第１図に示した
。

実施例２ 実施例１で用いた光硬化性樹脂組威物溶液を、Ｎα１０
のバーコーターを用いてポリエステルフィルム（大日本
インキ化学工業■製ｒＤＩＣルミラＴＪ、２５０μｍ厚
）上に塗布し、１２０℃で２０分間熱処理して、ネガ型
フォトレジスト層の厚さ０．６μｍのホログラム作製用
乾板を得た．光学系の組立てを変更し、物体光としてサ
イコロ及びゴム製人形からの反射拡散光を利用したフレ
ネルホログラムの光学系を組み立てた．前記ホログラム
作製用乾板を、感光層面と反対側、即ち、ポリエステル
フィルム基板側が入射光側となるように乾板ホルダーに
セットし、３−Ｊ／ｃｄの露光を行なった．実施例１で
用いた現像液に、感光層が上側を向くように浸漬し、４
分間軽くバットを振盪しながら現像処理した．次いで、
この乾板を流水で３０秒間洗った後、ドライヤーで乾燥
した。

透明なポリエステルフィルム基板上に、無色透明な硬化
ホログラム層が形成されており、参照光を照射すること
により、鮮明で明るい３次元画像としてのサイコロ及び
ゴム製人形の再生像が観測できた． その際、感光層側からレーザ露光記録して作製したホロ
グラムと比較すると、再生像の明るさ、鮮明さにおいて
、本発明によるホログラムの方が優れていた． 〔発明の効果〕 本発明のレリーフホログラムの作製方法は、第１図から
も明らかなように、より高い回折効率を有するホログラ
ムを提供することができる．本発明のレリーフホログラ
ムの作製方法によれば、ネガ型フォトレジスト層を有す
るホログラム作製用乾板上に、回折効率が高く、明るい
ホログラム画像を作製することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例ｌ及び比較例１で得た表面レリーフ形
状ホログラムの露光エネルギーと回折効率との関係を示
した図表である．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光透過性の基板上に形成されたネガ型フォトレジス
   ト層にパターンをレーザ露光した後、該レジスト層を現
   像して成るレリーフホログラムの作製方法において、 露光工程が、基板側からパターンをレーザ露光する工程
   であることを特徴とするレリーフホログラムの作製方法
   。