JPH07302035A - 感光材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光部材の製造工程の簡略化を図ることがで
きる，感光材料を提供すること。 【構成】 重クロム酸塩と色素とゼラチンとよりなる感
光材料である。感光材料は，中性ないしアルカリ性であ
る。感光材料は，中性ないしアリカリ性を付与するＰＨ
添加物を含有していることが好ましい。ＰＨ添加物は，
Ｎａ⁺ ，Ｋ⁺ ，Ｌｉ⁺ ，Ｒｂ⁺ ，Ｃｓ⁺ ，Ｍｇ²⁺，Ｃａ
²⁺，Ｂｅ²⁺，Ｓｒ²⁺，及びＢａ²⁺のグループから選ばれ
る金属イオンを発生する金属化合物であることが好まし
い。ＰＨ添加物としては，中性ないしアルカリ性の有機
化合物を用いることができる。有機化合物は，ＮＨ₄ ⁺
の官能基を有している。また，中性ないしアルカリ性の
ゼラチンを用いてもよい。色素は，トリフェニルメタン
系又はチアジン系等である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，高い回折効率を有する
ホログラムを作製することができる，感光材料に関す
る。

【０００２】

【従来技術】ホログラムは，重クロム酸ゼラチンを含む
ホログラム乾板に，レーザ等の可干渉性光を照射して，
干渉縞を記録したものであり，高い回折効率が要求され
る。かかるホログラムとしては，従来，未乾燥の塩基性
色素及び重クロム酸塩を含む感光性樹脂層をアンモニア
雰囲気下で乾燥したものが提案されている（特公昭５４
─３５７６８号公報）。また，再生光に関与する縞の数
と，疎部と密部との平均屈折率差との積である総合屈折
率差を１．２０以上としたホログラムが提案されている
（特開平２─１９１９８３号公報）。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記ホログラ
ムは，ホログラム乾板を一旦形成し，その後これを感光
液に浸漬して感光処理をする必要があるため，ホログラ
ム乾板の形成と感光処理とを必要とする。また，高い回
折効率のホログラムを得るため，アンモニア雰囲気中で
の乾燥を行う必要がある。そのため，ホログラムの製造
工程が複雑となる。また，揮発性のアンモニアを用いる
ので，ホログラム乾板のＰＨを調整できない。

【０００４】そこで，本願の出願人は，アンモニア雰囲
気中での乾燥工程を廃止するべく，メチレンブルーと重
クロム酸アンモニウムとの濃度を一定の範囲内に設定し
たホログラムを，先に出願した（特開平５─１１６７４
号公報）。しかし，このホログラムの製造に当たって
は，光照射後のホログラム乾板を温度２０℃，湿度８５
％ＲＨ雰囲気下に２時間保持する調湿処理を必要とす
る。そのため，依然として，製造工程が複雑である。本
発明はかかる従来の問題点に鑑み，回折効率が高く，感
光部材の製造工程の簡略化を図ることができる，感光材
料を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は，重クロム酸塩と色素とゼ
ラチンとよりなる感光材料であって，上記感光材料は，
中性ないしアルカリ性であることを特徴とする感光材料
にある。

【０００６】本発明において，上記感光材料は，中性な
いしアルカリ性である。具体的には，感光材料のＰＨの
下限は５，その上限は１２であることが好ましい。ＰＨ
が５未満，又は１２を超える場合には，ゼラチンが破壊
するおそれがある。また，ホログラムの回折効率の向上
のため，感光材料のＰＨの下限は６，その上限は１２で
あることが好ましい。更に，好ましくは，より高い回折
効率のホログラムを得るため，感光材料のＰＨの下限は
７，その上限は８である。

【０００７】上記中性ないしアルカリ性の感光材料は，
例えば，中性ないしアルカリ性を付与するＰＨ添加物を
含有している。該ＰＨ添加物は，Ｎａ⁺ ，Ｋ⁺ ，Ｌ
ｉ⁺ ，Ｒｂ⁺ ，Ｃｓ⁺ ，Ｍｇ²⁺，Ｃａ²⁺，Ｂｅ²⁺，Ｓｒ
²⁺，及びＢａ²⁺のグループから選ばれる１種以上の金属
イオンを発生する金属化合物等を用いることが好まし
い。これにより，上記金属化合物が，色素と重クロム酸
塩との分光増感還元反応を促進し，回折効率の高いホロ
グラムを作製することができる。

【０００８】上記分光増感還元反応の機作は，以下のよ
うに考えられる。まず，金属化合物から発生する金属イ
オンにより，感光材料が中性ないしアルカリ性となる。
かかる環境下で感光材料に光照射すると，色素の量子収
率が高くなり，色素の励起反応が促進する。更に，励起
色素は，中性ないしアルカリ性の環境下で酸化され，基
底状態の酸化型クロム酸塩（酸化数＋６）を還元する。
この還元型クロム酸塩（酸化数＋３）は，ゼラチンと架
橋反応を行い，色素で分光増感された重クロム酸塩ゼラ
チンを生成する。

【０００９】また，上記ＰＨ添加物として，中性ないし
アルカリ性の有機化合物を用いることもできる。該有機
化合物は，例えば，ＮＨ₄ ⁺ の官能基を有していること
が好ましい。上記ゼラチンとしては，中性ないしアルカ
リ性のゼラチンを用いることもできる。これにより，中
性ないしアルカリ性の感光材料を得ることができる。

【００１０】上記重クロム酸塩としては，高い回折効率
のホログラムを作製するために，（ＮＨ₄ ）₂ Ｃｒ₂ Ｏ
₇ （重クロム酸アンモニウム）を用いることが好まし
い。また，重クロム酸塩としては，（ＮＨ₄ ）₂ ＣｒＯ
₄ （クロム酸アンモニウム），Ｋ₂ Ｃｒ₂ Ｏ₇ （重クロ
ム酸カリウム），Ｋ₂ ＣｒＯ₄ （クロム酸カリウム），
ＣｒＯ₃ （酸化クロム）等を用いることができる。

【００１１】上記色素としては，例えば，トリフェニル
メタン系又はチアジン系を用いることが好ましい。これ
により，回折効率の高いホログラムを作製することがで
きる。トリフェニルメタン系の色素としては，表１に示
すごとく，マラカイトグリーン系（Ｃ．Ｉ．４２０００
〜４２１７５，「Ｃ．Ｉ．」はカラーインデックスを意
味する。以下，同様。），ローズアニリン系（Ｃ．Ｉ．
４２５００〜４２８００），ローゾル酸系（Ｃ．Ｉ．４
３８００〜４３８７５），その他の色素（Ｃ．Ｉ．４３
５００〜４３５７０，Ｃ．Ｉ．４４０００〜４４５３
５）等を用いることができる。

【００１２】また，チアジン系の色素としては，表２に
示すごとく，メチレンブルー，メチレングリーン，トリ
メチルチオニン，ジメチルチオニン，モノメチルチオニ
ン，チオニン，メチルバイオレット，ニューメチレンブ
ルー等を用いることができる。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】

【作用及び効果】本発明の感光材料は，光照射により，
色素と重クロム酸塩との間で分光増感還元反応が生じる
色素で分光増感された重クロム酸塩ゼラチンを生成す
る。ここで，本発明の感光材料は，中性ないしアルカリ
性である。そのため，光照射による上記分光増感還元反
応が促進される。従って，ホログラム乾板の感光部分の
回折効率が向上する。

【００１６】ホログラム乾板の作製工程中でアンモニア
雰囲気中で乾燥する必要もない。また，調湿工程を行う
必要もない。従って，本発明の感光材料によれば，従来
に比べて，容易にホログラムを作製するとができ，製造
工程の簡略化を図ることができる。また，本発明の感光
材料によれば，ホログラムの他に，フォトレジスト，光
フィルター等の感光部材を容易に作製することができ
る。

【００１７】また，本発明の感光材料は，色素で分光増
感を行っているため，短波長領域だけでなく長波長領域
の光に対しても感度を有している。そのため，感光材料
の増感領域が広がり，照射する光の選択幅が広がる。そ
れ故，広領域波長の光を照射することにより，種々の色
彩の再生光を発現できるホログラムを作製できる。

【００１８】本発明によれば，回折効率が高く，感光部
材の製造工程の簡略化を図ることができる，感光材料を
提供することができる。

【００１９】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例に係る感光材料について，図１〜図４を
用いて説明する。本例の感光材料は，中性ないしアルカ
リ性であり，重クロム酸塩と色素とゼラチンとよりな
る。感光材料は，Ｎａ₂ ＣＯ₃ の金属化合物がＰＨ添加
物として添加されている。金属化合物からは，Ｎａ⁺ の
金属イオン，及び，ＣＯ₃ ^2- が発生する。色素として
は，メチレンブルーを用いている。重クロム酸塩として
は，重クロム酸アンモニウムを用いている。

【００２０】上記感光材料の作成に当たっては，重クロ
ム酸アンモニウム０．１ｇ，メチレンブルー０．００１
ｇ，ゼラチン４ｇを，温度４０℃で保持された１００ｃ
ｃの水中に溶解し，この溶液に０．０４ｇの上記金属化
合物を添加，混合し，ＰＨを７〜８に調整した。

【００２１】次に，上記感光材料を用いてホログラムを
作製した。まず，その概要工程を図１に説明する。即
ち，まずＡ工程においては，感光材料の作成のため，上
記のごとく，重クロム酸アンモニウム（ＤＣ）と，メチ
レンブルー（ＭＢ）と，ゼラチンとを水に溶解し，金属
酸化物を適量添加してｐＨを調整する。次に，Ｂ工程に
おいて，感光材料をガラス基板に塗布する。次いで，感
光材料を乾燥し（Ｃ工程），露光する（Ｄ工程）。次
に，感光材料からＤＣとＭＢを洗い流し（Ｅ工程），こ
れを現像し（Ｆ工程），乾燥し（Ｇ工程），その後封止
する（Ｈ工程）。

【００２２】以下，これを詳細に説明する。まず，上記
溶液状態の感光材料をガラス基板に塗布する。次いで，
このガラス基板を，温度２０℃，湿度５０％ＲＨの乾燥
条件にて大気雰囲気中で８時間乾燥する。これにより，
膜厚約３０μｍの感光膜を有するホログラム乾板を作成
する。

【００２３】次に，乾燥後のホログラム乾板をメチレン
ブルーの吸収域のレーザで露光する。露光は，図２に示
す１光束露光光学系を用いて行う。かかる光学系は，照
射光と同じ側に回折光が射出する反射型ホログラムの一
種であるリップマンホログラムを作成するときに用いら
れる。

【００２４】上記１光束露光光学系を用いて，上記ホロ
グラム乾板２に参照光７１１と物体光７２１とを照射す
ることによって，感光膜の所望の部分を露光する。即
ち，クリプトンレーザ１から照射されたレーザ光７１
を，対物レンズ３およびレンズ４を透過させて参照光７
１１とし，該参照光７１１をホログラム乾板２の感光膜
２０の側に，入射角θにより照射する。該入射角θは，
クリプトンレーザ１と反射鏡６との角度により調整され
る。

【００２５】更に，この参照光７１１がホログラム乾板
２を透過した平行光７２を被写体５に照射して物体光７
２１とし，物体光７２１をホログラム２のガラス基板２
１の側に照射する。そして，参照光７１１と物体光７２
１とを感光膜２０において干渉させる。データの測定
は，被写体５を平面ミラーとして行う。

【００２６】これにより，感光膜２０を露光し，感光膜
２０に１ｍｍの間に約３０００本の干渉縞を形成する。
この時，クリプトンレーザ１は，波長６４７ｎｍの赤色
光で，メチレンブルー（ＭＢ）の光吸収領域（約５７０
〜７１０ｎｍ）の波長を有する。

【００２７】尚，露光光学系は，図２に示す１光束露光
光学系に限らず，その他のリップマンホログラムを作製
する光学系，例えば，図３に示す２光束露光光学系を用
いてもよい。かかる光学系は，同一のレーザ光７１をレ
ンズ３０を透過させてその透過光７２を直接物体５に照
射角度θ′により照射し，その物体光７２１と，図２と
同様の原理により作成した参照光７１１とを感光膜２０
において干渉させるものである。照射角度θ′は，クリ
プトンレーザ１と反射鏡６０との角度により調整され
る。

【００２８】また，その他の露光法として，イメージホ
ログラム露光光学系，シャドウグラム露光光学系などの
リップマンホログラムを作製する光学系を用いてもよ
い。さらに，リップマンホログラム以外のホログラム，
例えば，フレネルホログラムなどの露光光学系を用いて
もよい。

【００２９】次に，ホログラム乾板を約２０℃の水で洗
浄し，重クロム酸アンモニウム（ＤＣ）及びメチレンブ
ルー（ＭＢ）を除去する。次いで，ホログラム乾板を，
２０℃の硬膜溶液（コダック（株）製 ラピッドフィク
サー溶液）中に２分間浸漬する。次に，ホログラム乾板
を３０℃の水中に２分間温浴する。次いで，感光膜に脱
水処理を施して，現像する。この処理に際し，ホログラ
ム乾板を，順に，３０℃の７０容量％ＩＰＡ水溶液で２
分間，３０℃の９０容量％ＩＰＡ水溶液で１分間，３０
℃の１００容量％ＩＰＡ水溶液で３分間，それぞれ浸漬
する。

【００３０】次に，ホログラム乾板を，８０℃の乾燥気
中にて，３０分間乾燥する。その後，光学接着剤（例え
ば，ノーランドＮＯＡ６１，米国ノーランド社製）によ
り，ホログラム乾板をガラス板等で封止する。これによ
り，ホログラムが得られる。

【００３１】次に，このホログラムの回折効率は，図４
に示すごとく，６５０ｎｍの赤色波長領域において，２
０％以上と高かった。このことは，本例の感光材料によ
れば，調湿処理を行うことなく，簡易な工程により，高
い回折効率を有するホログラムを作成できることがわか
る。

【００３２】実施例２ 本例の感光材料は，中性ないしアルカリ性のゼラチンを
用いて，感光材料を中性ないしアルカリ性としている。
このゼラチンは，牛骨を石灰処理するか，或いは豚皮を
酸処理して得られるものである。溶液状態の感光材料に
は，ゼラチンが４重量％溶解している。この感光材料の
ＰＨは，６〜７である。その他は，実施例１と同様であ
る。本例においても，実施例１と同様の効果を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のホログラムの製造工程を示す説明
図。

【図２】実施例１の露光処理方法を示す説明図。

【図３】実施例１の，他の露光処理方法を示す説明図。

【図４】実施例１の，光の波長とホログラムの回折効率
との関係を示す特性図。

【符号の説明】

１．．．クリプトンレーザ， ２．．．ホログラム乾板， ２０．．．感光膜， ２１．．．ガラス基板，

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重クロム酸塩と色素とゼラチンとよりな
   る感光材料であって，上記感光材料は，中性ないしアル
   カリ性であることを特徴とする感光材料。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記感光材料は，中
   性ないしアリカリ性を付与するＰＨ添加物を含有してい
   ることを特徴とする感光材料。
3. 【請求項３】 請求項２において，上記ＰＨ添加物は，
   Ｎａ⁺ ，Ｋ⁺ ，Ｌｉ⁺，Ｒｂ⁺ ，Ｃｓ⁺ ，Ｍｇ²⁺，Ｃａ
   ²⁺，Ｂｅ²⁺，Ｓｒ²⁺，及びＢａ²⁺のグループから選ばれ
   る１種以上の金属イオンを発生する金属化合物であるこ
   とを特徴とする感光材料。
4. 【請求項４】 請求項２，又は３において，上記ＰＨ添
   加物は，中性ないしアルカリ性の有機化合物であること
   を特徴とする感光材料。
5. 【請求項５】 請求項４において，上記有機化合物は，
   ＮＨ₄ ⁺ の官能基を有していることを特徴とする感光材
   料。
6. 【請求項６】 請求項１〜４，又は５において，上記ゼ
   ラチンは，中性ないしアルカリ性であることを特徴とす
   る感光材料。
7. 【請求項７】 請求項１〜５，又は６において，上記色
   素は，トリフェニルメタン系又はチアジン系であること
   を特徴とする感光材料。