WO2021006012A1 - 感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法 - Google Patents

感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021006012A1
WO2021006012A1 PCT/JP2020/024165 JP2020024165W WO2021006012A1 WO 2021006012 A1 WO2021006012 A1 WO 2021006012A1 JP 2020024165 W JP2020024165 W JP 2020024165W WO 2021006012 A1 WO2021006012 A1 WO 2021006012A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hydrocarbon group
general formula
hologram
hydrogen
photosensitive composition
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/024165
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
援又 原
貴裕 大江
健志郎 川崎
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Priority to US17/625,680 priority Critical patent/US20220242985A1/en
Priority to CN202080048913.4A priority patent/CN114174923A/zh
Priority to EP20837480.1A priority patent/EP3998289A4/en
Priority to KR1020217042899A priority patent/KR20220031865A/ko
Priority to JP2021530568A priority patent/JP7505493B2/ja
Priority to TW109122305A priority patent/TW202112746A/zh
Publication of WO2021006012A1 publication Critical patent/WO2021006012A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/34Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • C08F2/50Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10Esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • C09D4/06Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1847Manufacturing methods
    • G02B5/1857Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0402Recording geometries or arrangements
    • G03H1/041Optical element in the object space affecting the object beam, not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035Recording layers
    • G11B7/24044Recording layers for storing optical interference patterns, e.g. holograms; for storing data in three dimensions, e.g. volume storage
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/244Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only
    • G11B7/246Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only containing dyes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H2001/0208Individual components other than the hologram
    • G03H2001/0216Optical components
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H2001/026Recording materials or recording processes
    • G03H2001/0264Organic recording material
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00Optical components
    • G03H2223/23Diffractive element
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2260/00Recording materials or recording processes
    • G03H2260/12Photopolymer
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/244Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only
    • G11B7/245Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only containing a polymeric component

Definitions

  • the present technology relates to a photosensitive composition and a method for forming a hologram recording medium, a hologram optical element, and a hologram diffraction grating using the photosensitive composition.
  • Holograms are light-dark (interference) patterns recorded on photosensitive materials as patterns such as the refractive index, and are widely used in fields such as optical information processing, security, medicine, and head-up displays. Holograms are attracting attention as next-generation recording media because they can record three-dimensional information about an object as light information in a large capacity.
  • Patent Document 1 for volume recording, which comprises (a) a radically polymerizable compound having a specific structure, (b) a photopolymerization initiator, and (c) a compound having a different refractive index from the radically polymerizable compound.
  • a photosensitive composition for volumetric hologram recording has been proposed, which comprises 10 to 95% by weight of the radically polymerizable compound (a) in the photosensitive composition.
  • this technology is a method for forming a photosensitive composition, a hologram recording medium, a hologram optical element, an optical device using the same, an optical component, and a hologram diffraction grating that can further improve the diffraction characteristics and the transparency of the hologram.
  • the main purpose is to provide.
  • the present inventors have succeeded in further improving the diffraction characteristics and the transparency of the hologram, and have completed the present technology.
  • the present technology provides a photosensitive composition containing at least a compound represented by the following general formula (1), a binder resin, and a photopolymerization initiator.
  • X 1 is an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a carbon atom or a silicon atom. If X 1 is an oxygen atom, a is 0, if X 1 is a nitrogen or phosphorus atom, a is 1, and if X 1 is a carbon or silicon atom, a is 2. .. Y 1 and Y 2 are benzene rings or naphthalene rings, respectively, and Y 1 and Y 2 are not benzene rings at the same time. When Y 1 or Y 2 is a benzene ring, b or c corresponding to the benzene ring Y 1 or Y 2 is 4.
  • R 1 to R 3 are hydrogen or substituents represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position), respectively.
  • R 1 ⁇ R 3 is present in plural, a plurality of R 1 ⁇ R 3 may be the being the same or different, but the general formula (1) all R 1 ⁇ R 3 in It cannot be hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not all of R 4 in the general formula (1) are simultaneously hydrogen.
  • the photosensitive composition may contain a compound in which X 1 of the general formula (1) is a nitrogen atom.
  • the compound may be a compound represented by the following general formula (1-1).
  • R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 are hydrogen or substitutions represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position). Is the basis. R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 may be the same or different from each other. However, R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 in the general formula (1-1) are not all hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. ..
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not the general formula (1-1) all R 4 in are hydrogen at the same time.
  • the photosensitive composition may contain a compound in which X 1 of the general formula (1) is a carbon atom.
  • the compound may be a compound represented by the following general formula (1-2).
  • R 11 , R 12 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 are represented by hydrogen or * -Z 1 (R 4 ) d (* represents the bond position). It is a substituent to be used. R 11 , R 12 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 may be the same or different from each other. However, R 11 , R 12 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 in the general formula (1-2) are not all hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not all of R 4 in the general formula (1-2) are simultaneously hydrogen.
  • the present technology also provides a hologram recording medium using the photosensitive composition.
  • the present technology also provides a hologram optical element using the hologram recording medium.
  • the present technology spatially uses a hologram recording medium including a photosensitive layer containing at least a polymerizable compound containing a compound represented by the following general formula (1), a binder resin, and a photopolymerization initiator. Also provided is a method of forming a hologram diffraction grating that selectively reacts with an electromagnetic beam that modulates the intensity of the amplitude.
  • X 1 is an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a carbon atom or a silicon atom. If X 1 is an oxygen atom, a is 0, if X 1 is a nitrogen or phosphorus atom, a is 1, and if X 1 is a carbon or silicon atom, a is 2. .. Y 1 and Y 2 are benzene rings or naphthalene rings, respectively, and Y 1 and Y 2 are not benzene rings at the same time. When Y 1 or Y 2 is a benzene ring, b or c corresponding to the benzene ring Y 1 or Y 2 is 4.
  • R 1 to R 3 are hydrogen or substituents represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position), respectively.
  • R 1 ⁇ R 3 is present in plural, a plurality of R 1 ⁇ R 3 may be the being the same or different, but the general formula (1) all R 1 ⁇ R 3 in It cannot be hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not all of R 4 in the general formula (1) are simultaneously hydrogen.
  • the present technology relates to a photosensitive composition and a method for forming a hologram recording medium, a hologram optical element, and a hologram diffraction grating using the photosensitive composition.
  • holograms are expected to be applied to see-through displays and the like.
  • Holograms for see-through displays are required to have a high refractive index modulation amount ( ⁇ n) and to be excellent in transparency.
  • ⁇ n refractive index modulation amount
  • the photosensitive composition contains a compound satisfying the following points.
  • the present inventors have conducted various studies and found that by using a polymerizable compound having a specific structure, it is possible to obtain a hologram having a high refractive index modulation amount ( ⁇ n) and excellent transparency. It was found that the composition was obtained.
  • a photosensitive composition having excellent diffraction characteristics and transparency by combining a compound having a specific structure, a binder resin, and a photopolymerization initiator, and hologram recording using the same.
  • a medium, a hologram optical element, and a method for forming a hologram diffraction grating can be provided.
  • the photosensitive composition of the first embodiment according to the present technology is a photosensitive composition containing at least a compound represented by the following general formula (1), a binder resin, and a photopolymerization initiator. is there.
  • a hologram having excellent diffraction characteristics and transparency can be obtained.
  • each component will be described in detail.
  • the photosensitive composition of the present embodiment contains a compound represented by the following general formula (1).
  • the compound has a high refractive index, and has good transparency and solubility in an organic solvent.
  • X 1 is an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a carbon atom or a silicon atom. If X 1 is an oxygen atom, a is 0, if X 1 is a nitrogen or phosphorus atom, a is 1, and if X 1 is a carbon or silicon atom, a is 2. .. Y 1 and Y 2 are benzene rings or naphthalene rings, respectively, and Y 1 and Y 2 are not benzene rings at the same time. When Y 1 or Y 2 is a benzene ring, b or c corresponding to the benzene ring Y 1 or Y 2 is 4.
  • R 1 to R 3 are hydrogen or substituents represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position), respectively.
  • R 1 ⁇ R 3 is present in plural, a plurality of R 1 ⁇ R 3 may be the being the same or different, but the general formula (1) all R 1 ⁇ R 3 in It cannot be hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not all of R 4 in the general formula (1) are simultaneously hydrogen.
  • X 1 is an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a carbon atom or a silicon atom. Further, it is considered that the effect of this technique can be expected for Group 14 elements, Group 15 elements and Group 16 elements (excluding transition metals) other than the above.
  • oxygen atom, nitrogen atom, and carbon atom which are typical elements of organic compounds, are preferable from the viewpoint of easiness of synthesizing the compound, and each atomic refraction is oxygen atom: 1.6 to 2.2.
  • Nitrogen atom: 3.5-4.4, carbon atom: 1.7-2.4 Optical, Vol. 44, No. 8, 2015, p298-303.
  • X 1 of the general formula (1) is a nitrogen atom having a high value of atomic refraction.
  • the polymerizable compound of the present embodiment may have the following structure.
  • Y 1 and Y 2 are benzene rings or naphthalene rings, respectively, and Y 1 and Y 2 are not benzene rings at the same time.
  • Y 1 or Y 2 is a benzene ring
  • b or c corresponding to the benzene ring Y 1 or Y 2 is 4.
  • Y 1 and / or Y 2 is a naphthalene ring
  • b and / or c corresponding to the naphthalene ring Y 1 and / or Y 2 is 6.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 11 and R 12 are hydrogen or substituents represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position), respectively.
  • R 1 ⁇ R 3 is present in plural, a plurality of R 1 - R 3 may be the being the same or different, but the general formula (2-1) to (2-5) in the Not all of R 1 , R 2 , R 3 , R 11 and R 12 are hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. ..
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different each other, the formula (2-1) to (2-5) in all R 4 are hydrogen at the same time in There is no such thing.
  • Y 1 and Y 2 are benzene rings or naphthalene rings, respectively, and Y 1 and Y 2 are not benzene rings at the same time.
  • the molecular refraction of phenyl (C 6 H 5 ) and naphthyl (C 10 H 7 ) is phenyl (C 6 H 5 ): 25.5, naphthyl (C 10 H 7 ): 43.3 (optics, 44th). Volume 8, 2015, p298-303).
  • Y 1 and Y 2 are naphthalene rings having high molecular refraction values, respectively.
  • the compound of the present embodiment may have the following structure.
  • X 1 is an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a carbon atom or a silicon atom. If X 1 is an oxygen atom, a is 0, if X 1 is a nitrogen or phosphorus atom, a is 1, and if X 1 is a carbon or silicon atom, a is 2. ..
  • R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 are hydrogen or substituents represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position), respectively.
  • R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 may be the same or different from each other.
  • R 1 there are a plurality, the plurality of R 1 may be the being the same or different.
  • R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 in the general formulas (3-1) to (3-3) and (4-1) to (4-6) are all hydrogen at the same time. There is no such thing.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different each other, the formula (3-1) to (3-3) and (4-1) to (4- 6) all R 4 in does not simultaneously hydrogen.
  • Z 1 represents a single bond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group, or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group.
  • the saturated or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond.
  • Z 1 is a divalent or higher valent saturated hydrocarbon group
  • the saturated hydrocarbon group may be a linear, branched or cyclic substituted or unsubstituted hydrocarbon group.
  • organic compounds tend to obtain solubility more easily as the number of simple carbon chains is longer, while the refractive index tends to be lower as the number of simple carbon chains is longer. Therefore, the saturated hydrocarbon group preferably has a simple carbon chain number of 1 to 15, and more preferably 1 to 10.
  • the unsaturated hydrocarbon group is a linear, branched or cyclic substituted or unsubstituted hydrocarbon group or aromatic group.
  • the unsaturated hydrocarbon group preferably has a simple carbon chain number of 1 to 15, and more preferably 1 to 10.
  • the aromatic group is a substituted or unsubstituted divalent or higher aromatic group represented by the following chemical formulas (5-1) to (5-8). It is preferable to have.
  • five or more benzene rings are linearly connected, they have absorption in the visible light region and have a color, which may not be preferable from the viewpoint of transparency.
  • the aromatic group preferably has a structure in which four or more benzene rings are not linearly arranged, and the linear shape is preferably up to a benzene ring, a naphthalene ring, or an anthracene ring.
  • examples of the polymerizable substituent represented by R 4 include those having a polymerizable unsaturated group and those having a reactive substituent.
  • examples of those having a polymerizable unsaturated group include a vinyl group, an acrylic group, a methacryl group, an acrylamide group, a methacrylicamide group, a cyanoacrylate group, a cyanomethacrylate group, a vinyl ether group, a vinyl cyanide group, a vinyl nitrate group, and a conjugate.
  • examples thereof include a polyene group, a vinyl halide group, a vinyl ketone group, and a styryl group.
  • Examples of those having a reactive substituent include an epoxy group, an oxetane group, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, an acid anhydride group, an acid halide group, an isocyanate group and the like.
  • X 1 is a nitrogen atom and Y 1 and Y 2 are naphthalene rings, respectively. That is, the compound is preferably a compound represented by the following general formula (1-1).
  • R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 are hydrogen or substitutions represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position). Is the basis. R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 may be the same or different from each other. However, R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 are not all hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. ..
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not the general formula (1-1) all R 4 in are hydrogen at the same time.
  • R 1 is a substituent represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bonding position), and R 21 to R 26 and R 31 to R 36. Is preferably hydrogen.
  • X 1 is a carbon atom and Y 1 and Y 2 are naphthalene rings, respectively. That is, the compound is preferably a compound represented by the following general formula (1-2).
  • R 11 , R 12 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 are represented by hydrogen or * -Z 1 (R 4 ) d (* represents the bond position). It is a substituent to be used. R 11 , R 12 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 may be the same or different from each other. However, R 11 , R 12 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 in the general formula (1-2) are not all hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not all of R 4 in the general formula (1-2) are simultaneously hydrogen.
  • R 11 and / or R 12 are substituents represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bonding position), and R 21 to R 26 and It is preferable that R 31 to R 36 are hydrogen.
  • the refractive index of the polymerizable compound of the present embodiment is preferably 1.60 or more, more preferably 1.65 or more, and further preferably 1.70 or more.
  • the refractive index of the polymerizable compound is, for example, 1.80 or less, but may be more than 1.80.
  • the refractive index can be measured by the critical angle method or the spectroscopic ellipsometry method.
  • measurement can be performed using an Abbe refractive index meter ER-1 manufactured by Elma Sales Co., Ltd. (measurement wavelength is in the visible light region using 486 nm, 589 nm, 656 nm, etc.).
  • the photosensitive composition of this embodiment contains a binder resin.
  • the binder resin can be effective for improving the film strength and improving the heat resistance and the mechanical strength.
  • the binder resin of the present embodiment is not particularly limited, and any binder resin can be used.
  • a vinyl acetate resin such as polyvinyl acetate or a hydrolyzate thereof
  • an acrylic resin such as a poly (meth) acrylic acid ester or a partial hydrolyzate thereof
  • polyvinyl alcohol or a partially acetal product thereof tri Acetylcellulose; polyisoprene; polybutadiene; polychloroprene; silicone rubber; polystyrene; polyvinyl butyral; polychloroprene; polyvinyl chloride; polyallylate; chlorinated polyethylene; chlorinated polypropylene; poly-N-vinylcarbazole or a derivative thereof; poly-N -Vinylpyrrolidone or a derivative thereof; polyallylate; copolymer of styrene and maleic anhydride or a semiester thereof; acrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylic acid ester, acrylamide, acrylic nitrile, ethylene,
  • the copolymerization component a monomer containing a curable functional group that can be thermoset or photocurable can be used.
  • the binder resin an oligomer type curable resin can also be used.
  • various phenol compounds such as bisphenol A, bisphenol S, novolak, o-cresol novolak, and p-alkylphenol novolak, and epoxy compounds produced by a condensation reaction with epichlorohydrin can be mentioned.
  • One kind or two or more kinds can be used.
  • the photosensitive composition of the present embodiment contains a photopolymerization initiator.
  • the photopolymerization initiator of the present embodiment is not particularly limited, and any optional photopolymerization initiator can be used.
  • photopolymerization initiator in the present embodiment examples include those having the functions of a radical polymerization initiator (radical generator), a cationic polymerization initiator (acid generator), or both.
  • An anionic polymerization initiator (base generator) may be used as the photopolymerization initiator.
  • radical polymerization initiator examples include imidazole derivatives, bisimidazole derivatives, N-arylglycine derivatives, organic azide compounds, organic boron compounds, titanocenes, aluminate complexes, organic peroxides, and N-alkoxypyridinium salts. , Thioxanthone derivatives and the like can be exemplified.
  • Examples of the cationic polymerization initiator include sulfonic acid ester, imide sulfonate, dialkyl-4-hydroxysulfonium salt, aryl sulfonic acid-p-nitrobenzyl ester, silanol-aluminum complex, ( ⁇ 6-benzene) ( ⁇ 5-).
  • Cyclopentadienyl) iron (II) and the like can be exemplified. Specific examples thereof include, but are not limited to, benzointosylate, 2,5-dinitrobenzyltosylate, and N-tosiphthalateimide.
  • Diaryliodonium salts, diaryliodonium organic boron complexes, aromatic sulfonium salts, aromatic diazonium salts, and aromatics are used as both radical polymerization initiators (radical generators) and cationic polymerization initiators (acid generators). Examples thereof include phosphonium salts, triazine compounds, and iron arene complexes.
  • iodonium chlorides such as chloride, bromide, borofluoride salt, hexafluorophosphate salt, hexafluoroantimonate salt and other iodonium salts, triphenylsulfonium, 4-tert-butyltriphenylsulfonium, tris (4-methylphenyl) sulfonium and other sulfoniums.
  • Sulfonium salts such as chloride, bromide, borofluoride salt, hexafluorophosphate salt, hexafluoroantimonate salt, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-phenyl-4,6 2,4,6-Substitution-1,3, such as -bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine 5-Triazine compounds can be exemplified, but are not limited thereto.
  • the photosensitive composition of the present embodiment contains a radically polymerizable monomer other than the compound represented by the above-mentioned general formula (1), a sensitizing dye, inorganic fine particles, a plasticizer, a chain transfer agent, and a polymerization agent. It may contain a banning agent, a UV sensitizer, a solvent and the like.
  • Examples of the radically polymerizable monomer other than the compound represented by the general formula (1) include monofunctional or polyfunctional carbazole-based monomers, dinaphthophen-based monomers, fluorene-based monomers, dibenzofuran-based monomers, and the like. One or two or more of them can be used.
  • the sensitizing dye can sensitize the sensitivity of the photopolymerization initiator to light.
  • the sensitizing dye may contain either or both of a dye having absorption in the visible light region and a UV sensitizing dye (anthracene compound or the like) added for the purpose of improving light efficiency during UV irradiation. ..
  • a UV sensitizing dye anthracene compound or the like
  • only one kind of sensitizing dye may be used, and a plurality of kinds of sensitizing dyes may be used in order to correspond to a plurality of wavelengths.
  • the sensitizing dye examples include thiopyrylium salt dye, merocyanine dye, quinoline dye, rose bengal dye, styryl quinoline dye, ketocoumarin dye, thioxanthene dye, xanthene dye, thiazine dye, and phenazine dye.
  • examples thereof include dyes, xanthol dyes, cyanine dyes, rhodamine dyes, pyrylium salt dyes, cyclopentanone dyes, and cyclohexanone dyes.
  • cyanine and merocyanine dyes include 3,3'-dicarboxyethyl-2,2'-thiocyanine bromide, 1-carboxymethyl-1'-carboxyethyl-2,2'-quinocyanine bromide, 1 , 3'-diethyl-2,2'-quinothiocyanine iodide, 3-ethyl-5-[(3-ethyl-2 (3H) -benzothiazolilidene) ethylidene] -2-thioxo-4-oxazolidine, etc.
  • coumarin and ketocoumarin dyes include 3- (2'-benzoimidazole) -7-diethylaminocoumarin, 3,3'-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), and 3,3'-carbonyl.
  • Examples thereof include biscmarin, 3,3'-carbonylbis (5,7-dimethoxycoumarin), 3,3'-carbonylbis (7-acetoxycmarin), and one or more of these may be used. it can.
  • the inorganic fine particles for example, TiO 2 fine particles or ZrO 2 fine particles can be used.
  • the photosensitive composition of the present embodiment may contain one kind of inorganic fine particles, or may contain two or more kinds of inorganic fine particles.
  • the above-mentioned TiO 2 fine particles and ZrO 2 fine particles may be used in combination.
  • Plasticizers are effective for adjusting the adhesiveness, flexibility, hardness and other physical properties of photosensitive compositions.
  • examples of the plasticizer include triethylene glycol, triethylene glycol diacetate, triethylene glycol dipropionate, triethylene glycol dicaprylate, triethylene glycol dimethyl ether, poly (ethylene glycol), and poly (ethylene glycol) methyl ether.
  • a cationically polymerizable compound can be used as the plasticizer.
  • the cationically polymerizable compound include epoxy compounds and oxetane compounds.
  • the plasticizer of the present embodiment is preferably a cationically polymerizable compound from the viewpoint that it can be cured after exposure and the retention of the diffraction characteristics of the obtained hologram can be improved, and among them, the epoxy compound and the oxetane compound are used. It is more preferable to use one or more selected.
  • the epoxy compound for example, glycidyl ether or the like can be used.
  • glycidyl ether examples include allyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,5-pentanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 1, 8-octanediol diglycidyl ether, 1,10-decanediol diglycidyl ether, 1,12-dodecanediol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether , Neopentyl glycol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, trimethylolpropan diglycidyl ether, glyce
  • Examples can be made, and one or more of these can be used.
  • the oxetane compound include 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 2-ethylhexyloxetane, xylylenebis oxetane, 3-ethyl-3 ⁇ [(3-ethyloxetane-3-yl) methoxy] methyl ⁇ oxetane, and the like.
  • Examples thereof include 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether and the like, and one or more of these can be used.
  • the chain transfer agent can abstract radicals from the growth end of the polymerization reaction to stop the growth and become a new polymerization reaction initiator species, which can be added to the radically polymerizable monomer to start the growth of a new polymer.
  • the reaction rate of the radically polymerizable monomer can be increased by increasing the frequency of chain transfer of the radical polymerization, and the sensitivity to light can be improved.
  • the degree of polymerization of the radically polymerizable monomer can be adjusted by increasing the reaction rate of the radically polymerizable monomer and increasing the reaction contributing components.
  • chain transfer agent examples include ⁇ -methylstyrene dimer, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzothiazole, tert-butyl alcohol, n-butanol, isobutanol, isopropylbenzene, ethylbenzene, chloroform, methyl ethyl ketone, propylene and chloride.
  • chain transfer agent examples include vinyl, and one or more of these can be used.
  • polymerization inhibitor examples include quinone compounds such as hydroquinone; hindered phenol compounds; benzotriazole compounds; thiazine compounds such as phenothiazine, and one or more of these can be used. ..
  • UV sensitizer for example, an anthracene compound or the like can be used.
  • the solvent can be effective for adjusting the viscosity, adjusting the compatibility, and improving the film-forming property.
  • the solvent include acetone, xylene, toluene, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, benzene, methylene chloride, dichloromethane, chloroform, methanol, ethanol and the like, and one or more of these can be used.
  • photosensitive composition of the present embodiment a predetermined amount of the compound represented by the above-mentioned general formula (1), a binder resin, and a photopolymerization initiator are added to the above-mentioned solvent at room temperature or the like, and dissolved and mixed. It can be produced, for example. Further, depending on the application, purpose, etc., a radically polymerizable monomer other than the compound represented by the above-mentioned general formula (1), a sensitizing dye, inorganic fine particles, a plasticizer, a chain transfer agent, a polymerization inhibitor, and a UV sensitizer. Agents and the like may be added. When the photosensitive composition of the present embodiment is used on a transparent base material contained in a hologram recording medium described later, the photosensitive composition may be used as a coating liquid.
  • the hologram recording medium of the second embodiment according to the present technology includes a photosensitive layer containing at least a compound represented by the above-mentioned general formula (1), a binder resin, and a photopolymerization initiator. It is a medium.
  • the hologram recording medium of the present embodiment contains the photosensitive composition of the first embodiment according to the present technology.
  • the hologram recording medium of the present embodiment may include a photosensitive layer and at least one transparent substrate, and the photosensitive layer may be formed on the at least one transparent substrate.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an example of the hologram recording medium of the present embodiment.
  • the illustrated hologram recording medium 1 has a three-layer structure in which a photosensitive layer 12 is arranged between a transparent protective film 11 (transparent base material) and a glass or film substrate (transparent base material) 13.
  • the photosensitive layer is formed on the first transparent base material, and the second transparent base material is not formed on the main surface of the photosensitive layer.
  • a transparent base material may be formed to form a three-layer structure.
  • a hologram having excellent diffraction characteristics and transparency can be obtained.
  • the photosensitive layer contained in the hologram recording medium of the second embodiment according to the present technology contains at least the compound represented by the above-mentioned general formula (1), the binder resin, and the photopolymerization initiator.
  • the photosensitive layer contains the material of the photosensitive composition of the first embodiment according to the present technology, and the above 2. All of the contents described for each material also apply to the photosensitive layer of the hologram recording medium in the present embodiment.
  • the photosensitive layer of the hologram recording medium may be composed of the photosensitive composition of the first embodiment according to the present technology and other materials, and may be composed of the photosensitive composition of the first embodiment according to the present technology. May be good.
  • the thickness of the photosensitive layer of the hologram recording medium of the present embodiment may be appropriately set by those skilled in the art, but is preferably 0.1 to 100 ⁇ m, preferably 1 to 30 ⁇ m, from the viewpoint of diffraction efficiency and sensitivity to light. More preferably.
  • the hologram recording medium of the second embodiment according to the present technology may include at least one transparent substrate.
  • a transparent substrate a glass substrate, a transparent resin substrate, or the like may be used.
  • the transparent resin substrate include polyester films such as polyethylene films, polypropylene films, polyvinylidene fluoride films, vinylidene fluoride films, vinyl chloride films, vinylidene chloride films, and ethylene-vinyl alcohol films.
  • polyester films such as polyethylene films, polypropylene films, polyvinylidene fluoride films, vinylidene fluoride films, vinyl chloride films, vinylidene chloride films, and ethylene-vinyl alcohol films.
  • Polyvinyl alcohol film polymethyl methacrylate film, polyether sulfone film, polycarbonate film, cycloolefin polymer film, polyether ether ketone film, polyamide film, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl copolymer film, polyethylene terephthalate film, etc .
  • Examples include films.
  • the thickness of the transparent base material of the hologram recording medium of the present embodiment may be appropriately set by those skilled in the art, but is preferably 0.1 to 100 ⁇ m from the viewpoint of transparency and rigidity of the hologram recording medium. It is more preferably about 30 ⁇ m.
  • the film exemplified above can be used as the protective film of the hologram recording medium, and the film can be laminated on the coated surface. In this case, the contact surface between the laminated film and the coated surface may be subjected to a mold release treatment so that it can be easily peeled off later.
  • the hologram recording medium of the second embodiment according to the present technology is on a transparent base material in the above 2.
  • the coating liquid consisting of the photosensitive composition described in the above can be obtained, for example, by applying it using a spin coater, a gravure coater, a comma coater, a bar coater, or the like, and then drying it to form a photosensitive layer.
  • Third embodiment (holographic optical element)> [4-1. Hologram optics]
  • the hologram optical element of the third embodiment according to the present technology can be obtained by using the hologram recording medium of the second embodiment according to the present technology.
  • the hologram optical element of the present embodiment can be obtained, for example, by exposing the hologram recording medium by a method described later.
  • a polymer and / or an oligomer containing a structural unit derived from the compound represented by the general formula (1) and a binder resin described above, and a photopolymerization initiator generate active species by irradiation with external energy. It contains at least those with structural changes.
  • the hologram optical element of the third embodiment according to the present technology has a high refractive index modulation amount ( ⁇ n), and the effect of excellent diffraction characteristics is exhibited. Further, the hologram optical element of the present embodiment has excellent transparency.
  • the hologram optical element of the third embodiment according to the present technology is, for example, after the hologram recording medium of the second embodiment according to the present technology is exposed to two light beams using a semiconductor laser in the visible light region. It can be obtained by curing an uncured monomer or the like by irradiating the entire surface with UV (ultraviolet rays) and fixing the refractive index distribution to a hologram recording medium.
  • the conditions for the two luminous flux exposure may be appropriately set by those skilled in the art according to the use and purpose of the hologram optical element, but preferably, the light intensity of one luminous flux on the hologram recording medium is 0.1 to 100 mW /. It is desirable to set the cm to 2 and perform exposure for 1 to 1000 seconds, and perform interference exposure so that the angle formed by the two luminous fluxes is 0.1 to 179.9 degrees.
  • optical device and optical component use the hologram optical element of the third embodiment according to the present technology.
  • the optical device and optical component include image display devices such as eyewear, holographic screens, transparent displays, head mount displays, and head-up displays, imaging devices, imaging elements, color filters, diffractive lenses, light guide plates, and spectroscopic elements.
  • Image display devices such as eyewear, holographic screens, transparent displays, head mount displays, and head-up displays, imaging devices, imaging elements, color filters, diffractive lenses, light guide plates, and spectroscopic elements.
  • Information recording media such as hologram sheets, optical disks and magneto-optical disks, optical pickup devices, polarizing microscopes, sensors and the like can be exemplified.
  • the optical device and optical component of the fourth embodiment according to the present technology use a hologram optical element having excellent diffraction characteristics and transparency. Therefore, it is possible to realize an optical device and an optical component having high optical characteristics and optical stability. Further, when this technology is used for a display, it is possible to obtain a display having high see-through property.
  • the present technology spatially oscillates a hologram recording medium including a photosensitive layer containing at least a polymerizable compound containing the compound represented by the general formula (1) described above, a binder resin, and a photopolymerization initiator.
  • a method for forming a hologram diffraction grating that selectively reacts with an electromagnetic beam that modulates the intensity of the above.
  • the method for forming the hologram diffraction grating is described in 4-2. This is the interference exposure described in the above. Therefore, the description of the method for forming the hologram diffraction grating will be omitted. According to the method for forming the hologram diffraction grating, the above 4. The effect as explained in is achieved.
  • X 1 is an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a carbon atom or a silicon atom. If X 1 is an oxygen atom, a is 0, if X 1 is a nitrogen or phosphorus atom, a is 1, and if X 1 is a carbon or silicon atom, a is 2. ..
  • Y 1 and Y 2 are benzene rings or naphthalene rings, respectively, and Y 1 and Y 2 are not benzene rings at the same time.
  • R 1 to R 3 are hydrogen or substituents represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position), respectively.
  • R 1 ⁇ R 3 is present in plural, a plurality of R 1 ⁇ R 3 may be the being the same or different, but the general formula (1) all R 1 ⁇ R 3 in It cannot be hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not all of R 4 in the general formula (1) are simultaneously hydrogen.
  • R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 are hydrogen or substitutions represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position). Is the basis.
  • R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 may be the same or different from each other. However, R 1 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 in the general formula (1-1) are not all hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not the general formula (1-1) all R 4 in are hydrogen at the same time.
  • R 11 , R 12 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 are represented by hydrogen or * -Z 1 (R 4 ) d (* represents the bond position). It is a substituent to be used.
  • R 11 , R 12 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 may be the same or different from each other.
  • R 11 , R 12 , R 21 to R 26 , and R 31 to R 36 in the general formula (1-2) are not all hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent.
  • R 4 there are a plurality the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not all of R 4 in the general formula (1-2) are simultaneously hydrogen.
  • a hologram recording medium including a photosensitive layer containing at least a polymerizable compound containing a compound represented by the following general formula (1), a binder resin, and a photopolymerization initiator is spatially modulated in amplitude.
  • X 1 is an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a carbon atom or a silicon atom. If X 1 is an oxygen atom, a is 0, if X 1 is a nitrogen or phosphorus atom, a is 1, and if X 1 is a carbon or silicon atom, a is 2. ..
  • Y 1 and Y 2 are benzene rings or naphthalene rings, respectively, and Y 1 and Y 2 are not benzene rings at the same time.
  • Y 1 or Y 2 is a benzene ring
  • b or c corresponding to the benzene ring Y 1 or Y 2 is 4.
  • Y 1 and / or Y 2 is a naphthalene ring
  • b and / or c corresponding to the naphthalene ring Y 1 and / or Y 2 is 6.
  • R 1 to R 3 are hydrogen or substituents represented by * -Z 1 (R 4 ) d (* represents a bond position), respectively.
  • R 1 ⁇ R 3 When the R 1 ⁇ R 3 is present in plural, a plurality of R 1 ⁇ R 3 may be the being the same or different, but the general formula (1) all R 1 ⁇ R 3 in It cannot be hydrogen at the same time.
  • Z 1 represents a monobond, a divalent or higher saturated hydrocarbon group or a divalent or higher unsaturated hydrocarbon group, and the saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group may contain an ether bond and / or a thioether bond. .. If Z 1 is a single bond, d is 1, and if Z 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group, d is an integer greater than or equal to 1.
  • R 4 represents hydrogen or a polymerizable substituent. If R 4 there are a plurality, the plurality of R 4 may be independently identical or different from each other, but not all of R 4 in the general formula (1) are simultaneously hydrogen.
  • Step A Step A in the synthetic route shown above will be described. Under an inert atmosphere, 110 mL of an N, N-dimethylformamide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) solution mixed with 20 g of potassium hydroxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was prepared to prepare Compound 1 (7H-dibenzo [c, g] carbazole (Tokyo). After adding 15 g of (manufactured by Kasei Kogyo Co., Ltd.) and stirring for 1 hour, 25 g of 2-bromoethanol (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added and the reaction was carried out for 20 hours. Water was added for quenching, extraction was performed with toluene using a separatory funnel, and column purification was performed to obtain 10 g of the target product (intermediate 1).
  • N, N-dimethylformamide manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.
  • potassium hydroxide
  • Step B Step B in the synthetic route shown above will be described.
  • 9 g of Intermediate A was dissolved in a solution prepared by mixing 50 mL of methylene chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) with 6 mL of triethylamine (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and cooled in an ice bath.
  • 3 mL of acrylic chloride manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • was added little by little was added little by little, and the temperature was raised to room temperature at natural temperature to allow the reaction for 4 hours.
  • Test Example 1 The compound of Test Example 1 was subjected to column purification after quenching by adding water and extracting with methylene chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) using a separatory funnel, washing the organic layer with saline solution, and filtering with silica. (Compound represented by chemical formula (6-3)) was obtained in an amount of 6 g.
  • the substance solidified by column purification and cooling was made into a slurry with a mixed solvent of heptane / ethyl acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry) and filtered. ..
  • the crystals were washed with 380 mL of a heptane / ethyl acetate mixed solvent, the obtained white solid was dissolved in chloroform, and 10 mL of a 0.04 mg / mL phenothiazine-chloroform solution was added. Then, the compound of Test Example 3 (the compound represented by the chemical formula (11-3)) was obtained by concentration to dryness.
  • reaction solution After allowing to cool to room temperature, the reaction solution is filtered, 141 g of Si-Thiol (manufactured by Biotage Japan) is added to the filtrate, stirred for 30 minutes, and then Si-Thiol is removed by filtration to remove the target product (intermediate 7). 63 g was obtained.
  • Si-Thiol manufactured by Biotage Japan
  • a phenothiazine preparation solution was prepared by adding 10 mg of phenothiazine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) to 50 mL of ultra-dehydrated tetrahydrofuran (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Under an inert atmosphere, 16 g of Intermediate 9 and 5.0 mL of the phenothiazine preparation solution were mixed, and 0.87 g of 4-dimethylaminopyridine (manufactured by Tokyo Chemical Industry) and 2.4 mL of acrylic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry) were added. ..
  • N, N'-diisopropylcarbodiimide manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the reaction solution was filtered, and 210 mL of ultra-dehydrated tetrahydrofuran, 1.1 g of 4-dimethylaminopyridine, and 7.3 mL of acrylic acid were mixed with the obtained filtrate.
  • 19 mL of N, N'-diisopropylcarbodiimide was added, and the mixture was returned to room temperature and stirred overnight.
  • a phenothiazine preparation solution was prepared by adding 6.6 mg of phenothiazine (manufactured by Tokyo Chemical Industry) to 50 mL of ultra-dehydrated tetrahydrofuran (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • the reaction solution was filtered, and 240 mL of ultra-dehydrated tetrahydrofuran, 1.3 g of 4-dimethylaminopyridine, and 8.4 mL of acrylic acid were mixed with the obtained filtrate. After cooling with ice water, 22 mL of N, N'-diisopropylcarbodiimide was added, and the mixture was returned to room temperature and stirred for 19 hours. Water, chloroform, and saturated saline are added to the reaction solution to extract the organic layer, the obtained organic layer is concentrated to dryness, the obtained residue is column-purified, and the obtained fraction is subjected to 5.0 mL of the phenothiazine preparation solution. Was added and concentrated to dryness to obtain 9.6 g of the compound of Test Example 5 (compound represented by the chemical formula (11-12)).
  • the refractive index of the compound (6-3) of Test Example 1 was 1.78.
  • the refractive index of the compound (6-8) of Test Example 2 was 1.75.
  • the refractive index of compound (11-3) in Test Example 3 was 1.71.
  • the refractive index of the compound (11-10) of Test Example 4 was 1.75.
  • the refractive index of the compound (11-12) of Test Example 5 was 1.69.
  • the refractive index was measured by the following method.
  • Acetone solution or chloroform solution of each compound of Test Examples 1 to 5 was prepared, and the average refractive index with respect to light at 589 nm at room temperature of 25 ⁇ 1 ° C. was measured with an Abbe refractive index meter (ER-1 manufactured by Elma Sales Co., Ltd.).
  • a calibration line was prepared by measuring and plotting against the volume fraction of each compound.
  • the density of each compound used was a value obtained with a dry densitometer (Accupic II 1340-10CC (manufactured by Shimadzu Corporation)) (Test Example 1: 1.22 g / cm 3 , Test Example 2: 1.31 g / cm 3 ).
  • the calibration curve was extrapolated, and the refractive index when the volume fraction of each compound was 1, was defined as the refractive index of each compound.
  • Example 1> (Preparation of Photosensitive Composition 1) According to the amounts shown in Table 1 below, as the polymerizable compound, the compound of Test Example 1 (6-3) and bisphenoxyethanol full orange acrylate (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., “EA-0200”, refractive index: 1.62), Polyvinyl acetate (manufactured by Electrochemical Industry Co., Ltd., "SN-77T”) as a binder resin, 1,6-hexanediol diglycidyl ether (manufactured by Nagase ChemteX Co., Ltd., "EX-212L”) as a plasticizer, as a sensitizing dye Rose Bengal (manufactured by SIGMA ALDRICH, "RB”), 4-isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo
  • hologram recording medium 1 (Preparation of hologram recording medium 1)
  • the photosensitive composition 1 is applied onto a polyvinyl alcohol film having a thickness of 2.5 ⁇ m with a bar coater so that the dry film thickness is 3 ⁇ m, and then a thin film of the photosensitive layer is applied onto a glass substrate having a thickness of 1.0 mm.
  • the surfaces were pressure-bonded to obtain a hologram recording medium 1 formed by laminating a glass substrate, a photosensitive layer, and a polyvinyl alcohol film in this order.
  • the hologram recording medium 1 is exposed to two light beams with an exposure amount of 180 mJ / cm 2 using a semiconductor laser having an exposure wavelength of 532 nm, and then the uncured monomer is cured by irradiating the entire surface with UV (ultraviolet rays). ,
  • the refractive index distribution was fixed to the medium 1.
  • the conditions for the two luminous flux exposure are that the light intensity of one luminous flux on the recording medium is 3.0 mW / cm 2 , the exposure is performed for 30 seconds, and the interference exposure is performed so that the angle formed by the two luminous fluxes is 5.0 degrees. It was.
  • a refractive index distribution was formed on the hologram recording medium 1, and the hologram 1 was obtained.
  • the amount of refractive index modulation ( ⁇ n) is evaluated using Kogelnik's coupled wave theory (Bell System Technical Journal, 48, 2909 (1969)) from the maximum transmittance and full width at half maximum of the transmittance spectrum obtained by incident on the hologram. did.
  • the transmittance spectrum was obtained by measuring the transmittance at 400-700 nm using a spot light source manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. as a light source and a small fiber optical spectroscope USB-4000 manufactured by Ocean Optics Co., Ltd. as a spectroscope.
  • Regarding the transparency based on the obtained hologram 1, those that are not visually colored as equal to or better than hologram 1 are marked with " ⁇ ", and those that are visually colored more than hologram 1 are marked with "x". did.
  • Example 2 (Preparation of Photosensitive Composition 2)
  • Example 2 the same materials as in Example 1 were used except that the amount of the polymerizable compound was changed as shown in Table 1, and the photosensitive composition was prepared in the same manner as in Example 1 according to the amount shown in Table 1. I got 2.
  • Example 3 (Preparation of Photosensitive Composition 3)
  • the same materials as in Example 1 were used except that the polymerizable compound and its amount were changed as shown in Table 1, and the photosensitivity was carried out in the same manner as in Example 1 according to the amount shown in Table 1.
  • Composition 3 was obtained.
  • the hologram 3 was produced by the same method as in Example 1 according to the exposure conditions shown in Table 1.
  • Example 4 (Preparation of Photosensitive Composition 4)
  • the same materials as in Example 1 were used except that the polymerizable compound and its amount were changed as shown in Table 1, and the photosensitivity was carried out in the same manner as in Example 1 according to the amount shown in Table 1.
  • Composition 4 was obtained.
  • Example 5 (Preparation of Photosensitive Composition 5)
  • the same materials as in Example 1 were used except that the polymerizable compound and its amount were changed as shown in Table 1, and the photosensitivity was carried out in the same manner as in Example 1 according to the amount shown in Table 1.
  • Composition 2 was obtained.
  • ⁇ Comparative example 1> (Preparation of Photosensitive Composition 101)
  • dinaphthophene methacrylate manufactured by Sugai Chemical Industry Co., Ltd., “DNTMA”, refractive index: 1.89
  • bisphenoxyethanol full orange acrylate manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., “EA-0200”
  • the photosensitive composition 101 was obtained in the same manner as in Example 1 according to the amounts shown in Table 1 using the same materials as in Example 1 except that the refractive index: 1.62) was used.
  • a hologram recording medium 101 was prepared in the same manner as in Example 1.
  • Table 1 shows the experimental results of the holograms of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 described above. In Table 1, the numerical value of each component is shown in mass%.
  • Example 6> (Preparation of Photosensitive Composition 6) According to the amounts shown in Table 2 below, the compound of Test Example 1 (6-3) and bisphenoxyethanol full orange acrylate (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., “EA-0200”, refractive index: 1.62), as polymerizable compounds, Polyvinyl acetate (manufactured by Electrochemical Industry Co., Ltd., "SN-55T”) as a binder resin, 1,6-hexanediol diglycidyl ether (manufactured by Nagase ChemteX Co., Ltd., "EX-212L”) as a plasticizer, as a sensitizing dye Methylene blue (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., "MB”), safranin O (manufactured by Sigma-Aldrich, "SFO”) and Astrazon Orange G (manufactured by Sigma-Aldrich,
  • hologram recording medium 6 (Preparation of hologram recording medium 6)
  • the photosensitive composition 6 is applied onto a polyvinyl alcohol film having a thickness of 2.5 ⁇ m with a bar coater so that the dry film thickness is 5 ⁇ m, and then a thin film of the photosensitive layer is applied onto a glass substrate having a thickness of 1.0 mm.
  • the surfaces were pressure-bonded to obtain a hologram recording medium 6 formed by laminating a glass substrate, a photosensitive layer, and a polyvinyl alcohol film in this order.
  • the hologram recording medium 6 is exposed to two light beams with a total exposure of 2832 mJ / cm 2 by superimposing each color using a semiconductor laser having an exposure wavelength of 457 nm, 532 nm, and 660 nm, and then irradiating the entire surface with UV (ultraviolet rays). This cured the uncured monomer and fixed the refractive index distribution on the medium 6.
  • the interference exposure was performed so that the angle formed by the two luminous fluxes was 3.0 degrees.
  • a refractive index distribution was formed on the hologram recording medium 6, and a hologram 3 was obtained.
  • the total refractive index modulation amount ( ⁇ n) is determined from the maximum transmittance and half-value width of the peak corresponding to each exposure wavelength of the transmittance spectrum obtained by incident on the hologram, based on Kogelnik's coupled wave theory (Bell System Technical Journal, 48, 48, 2909 (1969)) was used to evaluate each hologram corresponding to each exposure wavelength, and the total sum of the obtained ⁇ n was obtained.
  • the transmittance spectrum was obtained by measuring the transmittance at 400-700 nm using a spot light source manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. as a light source and a small fiber optical spectroscope USB-4000 manufactured by Ocean Optics Co., Ltd. as a spectroscope.
  • Regarding the transparency based on the obtained hologram 6, those that are not visually colored as equal to or better than hologram 6 are marked with " ⁇ ", and those that are visually colored more than hologram 6 are marked with "x". did.
  • Example 7 (Preparation of Photosensitive Composition 7)
  • the compound of Test Example 1 (6-3), the compound of Test Example 2 (6-8), and bisphenoxyethanol full-orange acrylate manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., “EA-0200”, refraction.
  • the same material as in Example 6 was used, except that the amount of the polymerizable compound was changed as shown in Table 2 using a rate: 1.62) and a mixed solvent of ethanol and chloroform was used as the solvent.
  • the photosensitive composition 7 was obtained in the same manner as in Example 6 according to the amount shown in 1.
  • a hologram having excellent diffraction characteristics can be obtained by combining the compound represented by the above-mentioned general formula (1), the binder resin, and the photopolymerization initiator.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

回折特性の更なる向上を実現することができる感光性組成物を提供すること。 本技術は、下記の一般式(1)で表される化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する感光性組成物を提供する。 一般式(1)中、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。 Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。 R~Rはそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。 Rは水素又は重合性置換基を表す。

Description

感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法
 本技術は、感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法に関する。
 ホログラムは、光の明暗(干渉)パターンを感光材料等に屈折率等のパターンとして記録したものであり、光情報処理、セキュリティ、医学、ヘッドアップディスプレイ等の分野で幅広く利用されている。ホログラムは、物体に関する三次元情報を光の情報として大容量で記録することができるため、次世代の記録媒体として注目されている。
 これまでに、ホログラム用の材料について種々の提案がされている。例えば、特許文献1では、(a)特定の構造を有するラジカル重合性化合物、(b)光重合開始剤、および(c)前記ラジカル重合性化合物と屈折率の異なる化合物を含んでなる体積記録用感光性組成物において、前記ラジカル重合性化合物(a)を10~95重量%含むことを特徴とする、体積ホログラム記録用感光性組成物が提案されている。
特開2001-125474号公報
 しかし、ホログラム技術においては、回折特性及びホログラムの透明性を更に向上させることが求められている。そこで、本技術は、回折特性及びホログラムの透明性の更なる向上を実現できる感光性組成物、ホログラム記録媒体、ホログラム光学素子、及びこれを用いた光学装置、光学部品並びにホログラム回折格子の形成方法を提供することを主目的とする。
 本発明者らは、上述の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、回折特性及びホログラムの透明性を更に向上させることに成功し、本技術を完成するに至った。
 すなわち、本技術は、下記の一般式(1)で表される化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する感光性組成物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 一般式(1)中、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。Xが酸素原子である場合、aは0であり、Xが窒素原子又はリン原子である場合、aは1であり、Xが炭素原子又はケイ素原子である場合、aは2である。
 Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。Y又はYがベンゼン環である場合、前記ベンゼン環であるY又はYに対応するb又はcは4である。Y及び/又はYがナフタレン環である場合、前記ナフタレン環であるY及び/又はYに対応するb及び/又はcは6である。
 R~Rはそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R~Rがそれぞれ複数存在する場合には、複数のR~Rは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのR~Rが同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
 前記感光性組成物は、前記一般式(1)のXが窒素原子である化合物を含んでいてよい。
 そして、前記化合物が、下記の一般式(1-1)で表される化合物であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 一般式(1-1)中、R、R21~R26、及びR31~R36は水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R、R21~R26、及びR31~R36は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し、一般式(1-1)中のR、R21~R26、及びR31~R36が全て同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1-1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
 また、前記感光性組成物は、前記一般式(1)のXが炭素原子である化合物を含んでいてよい。
 そして、前記化合物が、下記の一般式(1-2)で表される化合物であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 一般式(1-2)中、R11、R12、R21~R26、及びR31~R36は水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R11、R12、R21~R26、及びR31~R36は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し、一般式(1-2)中のR11、R12、R21~R26、及びR31~R36が全て同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1-2)中の全てのRが同時に水素であることはない。
 本技術は、前記感光性組成物を用いた、ホログラム記録媒体も提供する。
 また、本技術は、前記ホログラム記録媒体を用いた、ホログラム光学素子も提供する。
 さらに、本技術は、下記の一般式(1)で表される化合物を含む重合性化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する感光層を含むホログラム記録媒体を、空間的に振幅の強弱を変調させた電磁線によって選択的に反応させる、ホログラム回折格子の形成方法も提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 一般式(1)中、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。Xが酸素原子である場合、aは0であり、Xが窒素原子又はリン原子である場合、aは1であり、Xが炭素原子又はケイ素原子である場合、aは2である。
 Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。Y又はYがベンゼン環である場合、前記ベンゼン環であるY又はYに対応するb又はcは4である。Y及び/又はYがナフタレン環である場合、前記ナフタレン環であるY及び/又はYに対応するb及び/又はcは6である。
 R~Rはそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R~Rがそれぞれ複数存在する場合には、複数のR~Rは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのR~Rが同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
本技術の一実施形態に係るホログラム記録媒体の一例を模式的に示した断面図である。
 以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、本技術の範囲がこれらの実施形態に限定されることはない。
 なお、本技術の説明は以下の順序で行う。
1.本技術の概要
2.第1の実施形態(感光性組成物)
 2-1.感光性組成物
 2-2.重合性化合物
 2-3.バインダー樹脂
 2-4.光重合開始剤
 2-5.その他の成分
 2-6.感光性組成物の製造方法
3.第2の実施形態(ホログラム記録媒体)
 3-1.ホログラム記録媒体
 3-2.感光層
 3-3.透明基材
 3-4.ホログラム記録媒体の製造方法
4.第3の実施形態(ホログラム光学素子)
 4-1.ホログラム光学素子
 4-2.ホログラム光学素子の製造方法
5.第4の実施形態(光学装置及び光学部品)
6.第5の実施形態(ホログラム回折格子の形成方法)
<1.本技術の概要>
 まず、本技術の概要について説明する。
 本技術は、感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法に関するものである。
 近年、ホログラムはシースルーディスプレイ等に応用が期待されている。シースルーディスプレイ向けのホログラムは、高い屈折率変調量(Δn)を有し、透明性に優れることが求められる。高い屈折率変調量(Δn)を有し、透明性に優れるホログラムを得るために、感光性組成物は以下の点を満たす化合物を含むことが望ましい。
 ・分離させるもう一方の材料との屈折率差が大きい。
 ・露光時に光強度差に従って良好に分離する。
 ・可視領域に吸収をほとんど持たない。
 しかしながら、上記の点を十分に満たす有効な重合性化合物はこれまでに見出されておらず、高い屈折率変調量(Δn)を有し、透明性に優れるホログラムを得ることができる感光性組成物は見つかっていなかった。
 本発明者らは、種々検討を行ったところ、特定の構造を有する重合性化合物を用いることで、高い屈折率変調量(Δn)を有し、透明性に優れるホログラムを得ることができる感光性組成物が得られることがわかった。
 すなわち、本技術は、特定の構造を有する化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を組み合わせることで、優れた回折特性及び透明性を有する感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法を提供することができる。
<2.第1の実施形態(感光性組成物)>
[2-1.感光性組成物]
 本技術に係る第1の実施形態の感光性組成物は、下記の一般式(1)で表される化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する、感光性組成物である。
 本実施形態の感光性組成物によれば、優れた回折特性及び透明性を有するホログラムを得ることができる。以下、各成分について詳細に説明する。
[2-2.重合性化合物]
 本実施形態の感光性組成物は、下記の一般式(1)で表される化合物を含有する。当該化合物は、高い屈折率を有し、透明性や有機溶剤に対する溶解性も良好である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 一般式(1)中、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。Xが酸素原子である場合、aは0であり、Xが窒素原子又はリン原子である場合、aは1であり、Xが炭素原子又はケイ素原子である場合、aは2である。
 Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。Y又はYがベンゼン環である場合、前記ベンゼン環であるY又はYに対応するb又はcは4である。Y及び/又はYがナフタレン環である場合、前記ナフタレン環であるY及び/又はYに対応するb及び/又はcは6である。
 R~Rはそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R~Rがそれぞれ複数存在する場合には、複数のR~Rは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのR~Rが同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
 上記一般式(1)において、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。また、上記以外の14族元素、15族元素及び16族元素(但し、遷移金属を除く)においても、本技術の効果が期待できると考えられる。
 上記した原子のなかでも、化合物の合成し易さから有機化合物の代表的な元素である酸素原子、窒素原子、炭素原子が好ましく、それぞれの原子屈折は、酸素原子:1.6~2.2、窒素原子:3.5~4.4、炭素原子:1.7~2.4である(光学,第44巻第8号,2015年,p298-303)。本実施形態において、屈折率の高い化合物を得る観点から、一般式(1)のXは原子屈折の値が高い窒素原子であることが好ましい。
 すなわち、本実施形態の重合性化合物は、以下の構造を有しうる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 一般式(2-1)~(2-5)中、Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。Y又はYがベンゼン環である場合、前記ベンゼン環であるY又はYに対応するb又はcは4である。Y及び/又はYがナフタレン環である場合、前記ナフタレン環であるY及び/又はYに対応するb及び/又はcは6である。
 R、R、R 11及びR12はそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R~Rがそれぞれ複数存在する場合には、複数のR~Rは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(2-1)~(2-5)中のR、R、R 11及びR12の全てが同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(2-1)~(2-5)中の全てのRが同時に水素であることはない。
 また、上記一般式(1)において、Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。
 フェニル(C)及びナフチル(C10)の分子屈折は、フェニル(C):25.5、ナフチル(C10):43.3である(光学,第44巻第8号,2015年,p298-303)。本実施形態において、屈折率の高い化合物を得る観点から、Y及びYはそれぞれ分子屈折の値が高いナフタレン環であることが好ましい。
 すなわち、本実施形態の化合物は、以下の構造を有しうる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一般式(3-1)~(3-3)及び(4-1)~(4-6)中、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。Xが酸素原子である場合、aは0であり、Xが窒素原子又はリン原子である場合、aは1であり、Xが炭素原子又はケイ素原子である場合、aは2である。
 R、R21~R26、及びR31~R36はそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R、R21~R26、及びR31~R36は互いに同一であっても異なっていてもよい。また、Rが複数存在する場合には、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよい。但し、一般式(3-1)~(3-3)及び(4-1)~(4-6)中のR、R21~R26、及びR31~R36が全て同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(3-1)~(3-3)及び(4-1)~(4-6)中の全てのRが同時に水素であることはない。
 上記一般式(1)において、Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表す。当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。
 Zが2価以上の飽和炭化水素基である場合、当該飽和炭化水素基は、直鎖状、分岐状若しくは環状の置換又は無置換の炭化水素基であってよい。一般に、有機化合物は単純炭素鎖数が長いほど溶解度を得やすい傾向にあるが、その一方で単純炭素鎖数が長いほど屈折率が低くなる傾向がある。そのため、当該飽和炭化水素基は単純炭素鎖数が1~15であることが好ましく、1~10であることがより好ましい。
 また、Zが2価以上の不飽和炭化水素基である場合、当該不飽和炭化水素基は、直鎖状、分岐状若しくは環状の置換若しくは無置換の炭化水素基又は芳香族基であってよい。当該不飽和炭化水素基は単純炭素鎖数が1~15であることが好ましく、1~10であることがより好ましい。当該不飽和炭化水素基が芳香族基を含む場合、当該芳香族基は下記の化学式(5-1)~(5-8)で表される置換若しくは無置換の2価以上の芳香族基であることが好ましい。ベンゼン環が4つ以上直線状につながると、可視光領域に吸収を持ち、色を有するようになるため、透明性の観点から好ましくない場合がある。そのため、当該芳香族基は、ベンゼン環が4つ以上直線状に並んでいない構造であることが好ましく、直線形状としてはベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環までであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 上記一般式(1)において、Rが示す重合性置換基としては、重合性の不飽和基を有するもの、又は反応活性な置換基を有するものが挙げられる。重合性の不飽和基を有するものとしては、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、シアノアクリレート基、シアノメタクリレート基、ビニルエーテル基、シアン化ビニル基、ニトロ化ビニル基、共役ポリエン基、ハロゲン化ビニル基、ビニルケトン基、スチリル基等が挙げられる。反応活性な置換基を有するものとしては、エポキシ基、オキセタン基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、酸無水物基、酸ハライド基、イソシアネート基等が挙げられる。
 上記の一般式(1)において、Xが窒素原子であり、かつ、Y及びYがそれぞれナフタレン環であることが好ましい。すなわち、前記化合物は、下記の一般式(1-1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 一般式(1-1)中、R、R21~R26、及びR31~R36は水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R、R21~R26、及びR31~R36は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し、R、R21~R26、及びR31~R36が全て同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1-1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
 一般式(1-1)において、Rが*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基であり、R21~R26及びR31~R36が水素であることが好ましい。
 また、上記一般式(1)において、Xが炭素原子であり、かつ、Y及びYがそれぞれナフタレン環であることが好ましい。すなわち、前記化合物は、下記の一般式(1-2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 一般式(1-2)中、R11、R12、R21~R26、及びR31~R36は水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R11、R12、R21~R26、及びR31~R36は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し、一般式(1-2)中のR11、R12、R21~R26、及びR31~R36が全て同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1-2)中の全てのRが同時に水素であることはない。
 一般式(1-2)において、R11及び/又はR12が*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基であり、R21~R26及びR31~R36が水素であることが好ましい。
 本実施形態の重合性化合物の好ましい単官能の例示化合物の化学構造式は以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 
 本実施形態の重合性化合物の屈折率は、好ましくは1.60以上であり、より好ましくは1.65以上であり、更に好ましくは1.70以上である。一方、当該重合性化合物の屈折率は、例えば1.80以下であるが、1.80超であってもよい。
 なお、屈折率は臨界角法又は分光エリプソメトリー法で測定することができる。例えば臨界角法においては、エルマ販売株式会社製アッベ屈折率計ER-1を用いて測定することができる(測定波長は可視光領域で、486nm、589nm、656nm等を用いて測定する)。
[2-3.バインダー樹脂]
 本実施形態の感光性組成物は、バインダー樹脂を含有する。バインダー樹脂は、膜強度を向上させ、耐熱性や機械強度を向上させるために有効でありうる。本実施形態のバインダー樹脂としては、特に限定されることなく、随意のバインダー樹脂を用いることができる。
 当該バインダー樹脂として、例えば、ポリ酢酸ビニル又はその加水分解物等の酢酸ビニル系樹脂;ポリ(メタ)アクリル酸エステル又はその部分加水分解物等のアクリル系樹脂;ポリビニルアルコール又はその部分アセタール化物;トリアセチルセルロース;ポリイソプレン;ポリブタジエン;ポリクロロプレン;シリコーンゴム;ポリスチレン;ポリビニルブチラール;ポリクロロプレン;ポリ塩化ビニル;ポリアリレート;塩素化ポリエチレン;塩素化ポリプロピレン;ポリ-N-ビニルカルバゾール又はその誘導体;ポリ-N-ビニルピロリドン又はその誘導体;ポリアリレート;スチレンと無水マレイン酸の共重合体又はその半エステル;アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリルアミド、アクリルニトリル、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル等の共重合可能なモノマー群の少なくとも1つを重合成分とする共重合体等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。さらに、共重合成分として、熱硬化または光硬化可能な硬化性官能基を含有するモノマーを使用することもできる。
 また、当該バインダー樹脂として、オリゴマータイプの硬化性樹脂を使用することもできる。例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ノボラック、o-クレゾールノボラック、および、p-アルキルフェノールノボラック等の各種フェノール化合物と、エピクロロヒドリンとの縮合反応により生成されるエポキシ化合物等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
[2-4.光重合開始剤]
 本実施形態の感光性組成物は、光重合開始剤を含有する。本実施形態の光重合開始剤としては、特に限定されることなく、随意の光重合開始剤を用いることができる。
 本実施形態における光重合開始剤として、ラジカル重合開始剤(ラジカル発生剤)若しくはカチオン重合開始剤(酸発生剤)、又はその両方の機能を有するものを例示することができる。なお、当該光重合開始剤として、アニオン重合開始剤(塩基発生剤)を用いてもよい。
 ラジカル重合開始剤(ラジカル発生剤)としては、イミダゾール誘導体、ビスイミダゾール誘導体、N-アリールグリシン誘導体、有機アジド化合物、有機ホウ素化合物、チタノセン類、アルミナート錯体、有機過酸化物、N-アルコキシピリジニウム塩、チオキサントン誘導体等を例示することができる。
 具体的には、1,3-ジ(t-ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラキス(t-ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3-フェニル-5-イソオキサゾロン、2-メルカプトベンズイミダゾール、ビス(2,4,5-トリフェニル)イミダゾール、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(商品名:イルガキュア651、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1(商品名:イルガキュア369、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム(商品名:イルガキュア784、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
 カチオン重合開始剤(酸発生剤)としては、スルホン酸エステル、イミドスルホネート、ジアルキル-4-ヒドロキシスルホニウム塩、アリールスルホン酸-p-ニトロベンジルエステル、シラノール-アルミニウム錯体、(η6-ベンゼン)(η5-シクロペンタジエニル)鉄(II)等を例示することができる。
 具体的には、ベンゾイントシレート、2,5-ジニトロベンジルトシレート、N-トシフタル酸イミド等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
 ラジカル重合開始剤(ラジカル発生剤)としてもカチオン重合開始剤(酸発生剤)としても用いられるものとしては、ジアリールヨードニウム塩、ジアリールヨードニウム有機ホウ素錯体、芳香族スルホニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ホスホニウム塩、トリアジン化合物、鉄アレーン錯体系等を例示することができる。
 具体的には、4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート、ジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウム、ビス(p-tert-ブチルフェニル)ヨードニウム、ビス(p-クロロフェニル)ヨードニウム等のヨードニウムのクロリド、ブロミド、ホウフッ化塩、ヘキサフルオロホスフェート塩、ヘキサフルオロアンチモネート塩等のヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム、4-tert-ブチルトリフェニルスルホニウム、トリス(4-メチルフェニル)スルホニウム等のスルホニウムのクロリド、ブロミド、ホウフッ化塩、ヘキサフルオロホスフェート塩、ヘキサフルオロアンチモネート塩等のスルホニウム塩、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-メチル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン等の2,4,6-置換-1,3,5-トリアジン化合物を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
[2-5.その他の成分]
 本実施形態の感光性組成物は、上記した成分以外に、前述した一般式(1)で表される化合物以外のラジカル重合性モノマー、増感色素、無機微粒子、可塑剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、UV増感剤、溶媒等を含んでもよい。
 一般式(1)で表される化合物以外のラジカル重合性モノマーとしては、例えば、単官能又は多官能のカルバゾール系モノマー、ジナフトチオフェン系モノマー、フルオレン系モノマー、ジベンゾフラン系モノマー等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
 増感色素は、光重合開始剤の光に対する感度を増感せしめることができる。当該増感色素は、可視光領域に吸収を持つ色素、及びUV照射時の光効率を向上させる目的で添加するUV増感色素(アントラセン化合物等)のいずれか又はその両方を含んでいてもよい。また、増感色素は1種のみであってもよく、複数の波長に対応するために複数種の増感色素を用いてもよい。
 当該増感色素として、例えば、チオピリリウム塩系色素、メロシアニン系色素、キノリン系色素、ローズベンガル系色素、スチリルキノリン系色素、ケトクマリン系色素、チオキサンテン系色素、キサンテン系色素、チアジン系色素、フェナジン系色素、オキソノール系色素、シアニン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム塩系色素、シクロペンタノン系色素、シクロヘキサノン系色素等が例示される。シアニン、メロシアニン系色素の具体例としては、3,3’-ジカルボキシエチル-2,2’-チオシアニンブロミド、1-カルボキシメチル-1’-カルボキシエチル-2,2’-キノシアニンブロミド、1,3’-ジエチル-2,2’-キノチアシアニンヨージド、3-エチル-5-[(3-エチル-2(3H)-ベンゾチアゾリリデン)エチリデン]-2-チオキソ-4-オキサゾリジン等が挙げられ、クマリン、ケトクマリン系色素の具体例としては、3-(2’-ベンゾイミダゾール)-7-ジエチルアミノクマリン、3,3’-カルボニルビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3,3’-カルボニルビスクマリン、3,3’-カルボニルビス(5,7-ジメトキシクマリン)、3,3’-カルボニルビス(7-アセトキシクマリン)等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
 無機微粒子として、例えば、TiO微粒子又はZrO微粒子を用いることができる。本実施形態の感光性組成物中には、1種の無機微粒子が含まれてもよく、2種以上の無機微粒子が含まれてもよい。例えば、上記のTiO微粒子とZrO微粒子とを併用してもよい。
 可塑剤は、感光性組成物の接着性、柔軟性、硬さ及びその他の物理的特性を調製するために有効である。
 当該可塑剤として、例えば、トリエチレングリコール、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、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メチルエーテル、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル、トリエチレングリコールビス(2-エチルヘキサノエート)、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、ジエチルセパケート、ジブチルスベレート、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、イソゾロビルナフタレン、ジイソプロピルナフタレン、ポリ(プロピレングリコール)、トリ酪酸グリセリル、アジピン酸ジエチル、セバシン酸ジエチル、スペリン酸・ノブチル、リン酸トリブチル、リン酸トリス(2-エチルヘキシル)等を例示することができ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
 また、当該可塑剤として、カチオン重合性化合物を用いることができる。当該カチオン重合性化合物として、例えば、エポキシ化合物やオキセタン化合物が挙げられる。本実施形態の可塑剤は、露光後に硬化し、得られるホログラムの回折特性の保持性を良好なものとすることができる観点から、カチオン重合性化合物が好ましく、なかでも、エポキシ化合物及びオキセタン化合物から選ばれる1種以上を用いることがより好ましい。
 エポキシ化合物としては、例えば、グリシジルエーテル等を用いることができる。当該グリシジルエーテルとして、具体的には、アリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,5-ペンタンジオールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,8-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10-デカンジオールジグリシジルエーテル、1,12-ドデカンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等を例示することができ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
 オキセタン化合物としては、例えば、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、2-エチルヘキシルオキセタン、キシリレンビスオキセタン、3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル等を例示することができ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
 連鎖移動剤は、重合反応の成長末端からラジカルを引き抜き、成長を停止させるとともに、新たな重合反応開始種となり、ラジカル重合性モノマーに付加して新たなポリマーの成長を開始させうる。連鎖移動剤を用いることで、ラジカル重合の連鎖移動の頻度が増加することにより、ラジカル重合性モノマーの反応率が増加し、光に対する感度を向上させることができる。また、ラジカル重合性モノマーの反応率が増加し、反応寄与成分が増加することで、ラジカル重合性モノマーの重合度を調整することが可能である。
 当該連鎖移動剤として、例えば、α-メチルスチレンダイマー、2-メルカプトベンゾオキサゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、tert-ブチルアルコール、n-ブタノール、イソブタノール、イソプロピルベンゼン、エチルベンゼン、クロロホルム、メチルエチルケトン、プロピレン、塩化ビニル等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
 重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン等のキノン系化合物;ヒンダードフェノール系化合物;ベンゾトリアゾール化合物;フェノチアジン等のチアジン系化合物等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
 UV増感剤としては、例えば、アントラセン系化合物等を用いることができる。
 溶媒は、粘度調整、相溶性調節のほか、製膜性等を向上させるために有効でありうる。
 当該溶媒として、例えば、アセトン、キシレン、トルエン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ベンゼン、塩化メチレン、ジクロロメタン、クロロホルム、メタノール、エタノール等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
[2-6.感光性組成物の製造方法]
 本実施形態の感光性組成物は、前述した一般式(1)で表される化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤とを所定量で、前述した溶媒に常温等で添加し、溶解混合させて、例えば製造することができる。また、用途や目的等に応じて、前述した一般式(1)で表される化合物以外のラジカル重合性モノマー、増感色素、無機微粒子、可塑剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、UV増感剤等を添加してもよい。後述するホログラム記録媒体に含まれる透明基材上に、本実施形態の感光性組成物が用いられるときは、当該感光性組成物は塗布液として用いられてよい。
<3.第2の実施形態(ホログラム記録媒体)>
[3-1.ホログラム記録媒体]
 本技術に係る第2の実施形態のホログラム記録媒体は、前述した一般式(1)で表される化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する感光層を含む、ホログラム記録媒体である。本実施形態のホログラム記録媒体は、本技術に係る第1の実施形態の感光性組成物を含むものである。
 本実施形態のホログラム記録媒体は、感光層と、少なくとも1つの透明基材とを含んでいてもよく、感光層が当該少なくとも1つの透明基材上に形成されてもよい。
 ここで、本実施形態のホログラム記録媒体の一例の断面模式図を図1に示す。図示するホログラム記録媒体1は、透明保護フィルム11(透明基材)とガラス又はフィルム基板(透明基材)13との間に、感光層12が配置されて3層構造で構成されている。このように、本実施形態のホログラム記録媒体は、感光層が1つめの透明基材上に形成され、さらに、1つめの透明基材が形成されていない、感光層の主面に2つめの透明基材が形成されて3層構造で構成されてもよい。
 本技術に係る第2の実施形態のホログラム記録媒体によれば、優れた回折特性及び透明性を有するホログラムを得ることができる。
[3-2.感光層]
 本技術に係る第2の実施形態のホログラム記録媒体に含まれる感光層は、前述した一般式(1)で表される化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する。当該感光層は、本技術に係る第1実施形態の感光性組成物の材料を含むものであり、上記2.で各材料について説明した内容の全てが、本実施形態におけるホログラム記録媒体の感光層にも当てはまる。当該ホログラム記録媒体の感光層は、本技術に係る第1実施形態の感光性組成物とその他の材料から構成されてもよく、本技術に係る第1実施形態の感光性組成物から構成されてもよい。
 本実施形態のホログラム記録媒体の感光層の厚さは、当業者により適宜設定されてよいが、回折効率と光に対する感度の観点から、0.1~100μmであることが好ましく、1~30μmであることがより好ましい。
[3-3.透明基材]
 本技術に係る第2の実施形態のホログラム記録媒体は、少なくとも1つの透明基材を含んでもよい。当該透明基材としては、ガラス基板、透明性を有する樹脂の基板等が用いられてよい。
 透明性を有する樹脂の基板として、具体的には、ポリエステルフィルム、例えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリフッ化エチレン系フィルム、ポリフッ化ビニリデンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、エチレン-ビニルアルコールフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリアミドフィルム、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニル共重合フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等;ポリイミドフィルム等が挙げられる。
 本実施形態のホログラム記録媒体の透明基材の厚さは、当業者により適宜設定されてよいが、ホログラム記録媒体の透明性と剛性の観点から、0.1~100μmであることが好ましく、1~30μmであることがより好ましい。ホログラム記録媒体の保護フィルムとして上記で例示したフィルムを用い、フィルムを塗布面上にラミネートすることができる。この場合、ラミネートフィルムと塗布面との接触面は、後から剥がしやすいように離型処理がされていてもよい。
[3-4.ホログラム記録媒体の製造方法]
 本技術に係る第2の実施形態のホログラム記録媒体は、透明基材上に、上記2.で説明した感光性組成物からなる塗布液を、スピンコーター、グラビアコーター、コンマコーター又はバーコーター等を用いて塗布し、その後乾燥して感光層を形成することにより、例えば得ることができる。
<4.第3の実施形態(ホログラム光学素子)>
[4-1.ホログラム光学素子]
 本技術に係る第3の実施形態のホログラム光学素子は、本技術に係る第2の実施形態のホログラム記録媒体を用いて得られる。本実施形態のホログラム光学素子は、例えば上記ホログラム記録媒体に対して後述の方法で露光を行うことで得ることができる。当該ホログラム光学素子は、例えば前述した一般式(1)で表される化合物及びバインダー樹脂由来の構成単位を含むポリマー及び/又はオリゴマーと、光重合開始剤が外部エネルギーの照射により活性種を発生して構造変化したものと、を少なくとも含有する。
 本技術に係る第3の実施形態のホログラム光学素子は、高い屈折率変調量(Δn)を有し、優れた回折特性の効果が奏される。また、本実施形態のホログラム光学素子は、透明性に優れるものである。
[4-2.ホログラム光学素子の製造方法]
 本技術に係る第3の実施形態のホログラム光学素子は、例えば、本技術に係る第2の実施形態のホログラム記録媒体に対して、可視光領域の半導体レーザーを用いて二光束露光を行った後、UV(紫外線)を全面に照射することで未硬化のモノマー等を硬化させ、屈折率分布をホログラム記録媒体に固定させることによって得ることができる。二光束露光の条件は、ホログラム光学素子の用途や目的等に応じて当業者により適宜設定されてよいが、好適には、ホログラム記録媒体上での片光束の光強度を0.1~100mW/cmとし、1~1000秒間の露光を行い、二光束のなす角度が0.1~179.9度となるようにして干渉露光を行うことが望ましい。
<5.第4の実施形態(光学装置及び光学部品)>
 本技術に係る第4の実施形態の光学装置及び光学部品は、本技術に係る第3の実施形態のホログラム光学素子を用いたものである。
 当該光学装置及び光学部品として、例えば、アイウエア、ホログラフィックスクリーン、透明ディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ等の画像表示装置、撮像装置、撮像素子、カラーフィルター、回折レンズ、導光板、分光素子、ホログラムシート、光ディスク及び光磁気ディスク等の情報記録媒体、光ピックアップ装置、偏光顕微鏡、センサー等を例示することができる。
 本技術に係る第4の実施形態の光学装置及び光学部品は、回折特性及び透明性に優れるホログラム光学素子を用いている。そのため、光学特性及び光学的安定性の高い光学装置及び光学部品を実現することができる。さらに、本技術をディスプレイに用いた場合には、高いシースルー性を有するディスプレイとすることができる。
<6.第5の実施形態(ホログラム回折格子の形成方法)>
 本技術は、前述した一般式(1)で表される化合物を含む重合性化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する感光層を含むホログラム記録媒体を、空間的に振幅の強弱を変調させた電磁線によって選択的に反応させる、ホログラム回折格子の形成方法を提供する。当該ホログラム回折格子の形成方法は、上記4-2.において説明した干渉露光である。そのため、当該ホログラム回折格子の形成方法に関する説明は省略する。当該ホログラム回折格子の形成方法によれば、上記4.で説明したとおりの効果が奏される。
 なお、本技術に係る実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
 また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
 なお、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
[1]
 下記の一般式(1)で表される化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する感光性組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 
 一般式(1)中、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。Xが酸素原子である場合、aは0であり、Xが窒素原子又はリン原子である場合、aは1であり、Xが炭素原子又はケイ素原子である場合、aは2である。
 Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。Y又はYがベンゼン環である場合、前記ベンゼン環であるY又はYに対応するb又はcは4である。Y及び/又はYがナフタレン環である場合、前記ナフタレン環であるY及び/又はYに対応するb及び/又はcは6である。
 R~Rはそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R~Rがそれぞれ複数存在する場合には、複数のR~Rは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのR~Rが同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
[2]
 前記一般式(1)のXが窒素原子である化合物を含む、[1]に記載の感光性組成物。
[3]
 前記化合物が、下記の一般式(1-1)で表される化合物である、[1]又は[2]に記載の感光性組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 一般式(1-1)中、R、R21~R26、及びR31~R36は水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R、R21~R26、及びR31~R36は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し、一般式(1-1)中のR、R21~R26、及びR31~R36が全て同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1-1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
[4]
 前記一般式(1)のXが炭素原子である化合物を含む、[1]に記載の感光性組成物。
[5]
 前記化合物が、下記の一般式(1-2)で表される化合物である、[1]又は[4]に記載の感光性組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 一般式(1-2)中、R11、R12、R21~R26、及びR31~R36は水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R11、R12、R21~R26、及びR31~R36は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し、一般式(1-2)中のR11、R12、R21~R26、及びR31~R36が全て同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1-2)中の全てのRが同時に水素であることはない。
[6]
 [1]~[5]のいずれか1つに記載の感光性組成物を用いた、ホログラム記録媒体。[7]
 [6]に記載のホログラム記録媒体を用いた、ホログラム光学素子。
[8]
 [7]に記載のホログラム光学素子を用いた、光学装置。
[9]
 [7]に記載のホログラム光学素子を用いた、光学素子。
[10]
 [7]に記載のホログラム光学素子を用いた、画像表示装置。
[11]
 下記の一般式(1)で表される化合物を含む重合性化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する感光層を含むホログラム記録媒体を、空間的に振幅の強弱を変調させた電磁線によって選択的に反応させる、ホログラム回折格子の形成方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 一般式(1)中、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。Xが酸素原子である場合、aは0であり、Xが窒素原子又はリン原子である場合、aは1であり、Xが炭素原子又はケイ素原子である場合、aは2である。
 Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。Y又はYがベンゼン環である場合、前記ベンゼン環であるY又はYに対応するb又はcは4である。Y及び/又はYがナフタレン環である場合、前記ナフタレン環であるY及び/又はYに対応するb及び/又はcは6である。
 R~Rはそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R~Rがそれぞれ複数存在する場合には、複数のR~Rは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのR~Rが同時に水素であることはない。
 Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
 Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
 以下に、実施例を挙げて、本技術の効果について具体的に説明する。なお、本技術の範囲は本実施例に限定されるものではない。
<試験例1>
[化学式(6-3)で表される化合物の作製]
 下記の化学式(6-3)で表される化合物を合成し、下記の化学式(6-3)で表される化合物を試験例1の化合物とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
[化学式(6-3)で表される化合物の合成方法]
 化学式(6-3)で表される化合物の合成方法(合成ルート)は以下のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 (A工程)
 上記に示される合成ルート中のA工程について説明する。
 不活性雰囲気下、水酸化カリウム(関東化学社製)20gを混合したN,N-ジメチルホルムアミド(関東化学社製)溶液110mLを調製し、化合物1(7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(東京化成工業社製))15gを加え1時間攪拌した後、2-ブロモエタノール(東京化成工業社製)を25g加え20時間反応させた。水を加えてクエンチし、分液漏斗を用いてトルエンにて抽出しカラム精製を行うことで目的物(中間体1)を10g得た。
 (B工程)
 上記に示される合成ルート中のB工程について説明する。
 塩化メチレン(関東化学社製)50mLにトリエチルアミン(関東化学社製)6mLを混合した溶液に中間体Aを9g溶解させ、氷浴で冷却した。その後、塩化アクリル(東京化成工業社製)3mLを少しずつ加え、自然昇温にて室温にし、4時間反応させた。水を加えてクエンチし、分液漏斗を用いて塩化メチレン(関東化学社製)にて抽出した後、有機層を食塩水で洗浄し、シリカろ過後、カラム精製を行って試験例1の化合物(化学式(6-3)で表される化合物)を6g得た。
 NMRを用いて、試験例1の化合物(化学式(6-3)で表される化合物)の構造を同定した。NMRの結果は以下のとおりである。
 1H NMR (CDCl):4.60-4.64(2H),4.85-4.89(2H),5.74-5.76(1H),5.95-6.05(1H),6.25-6.31(1H),7.49-7.55(2H),7.65-7.69(2H),7.70-7.77(2H),7.91-7.94(2H),8.03-8.06(2H),9.18-9.22(2H)
<試験例2>
[化学式(6-8)で表される化合物の作製]
 下記の化学式(6-8)で表される化合物を合成し、下記の化学式(6-8)で表される化合物を試験例2の化合物とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
[化学式(6-8)で表される化合物の合成方法]
 化学式(6-8)で表される化合物の合成方法(合成ルート)は以下のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 (A1工程)
 上記に示される合成ルート中のA1工程について説明する。
 不活性雰囲気下、1-ブロモ-3,5-ジメトキシベンゼン(東京化成工業社製)24g、リン酸三カリウム(関東化学社製)36g、化合物1(7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(東京化成工業社製))15gのトルエン(関東化学社製)溶液300mLを調製した後、1,2-シクロヘキサンジアミン(東京化成工業社製)25mL、ヨウ化銅(和光純薬工業社製)20gを加え、加熱還流にて反応させ中間体2を10g得た。
 (B1工程)
 上記に示される合成ルート中のB1工程について説明する。
 中間体2 9gをクロロホルム(関東化学社製)125mLに溶かし、氷水で冷やした後、三臭化ホウ素を溶かしたジクロロメタン溶液(濃度1mol/L)を100mL滴下し、氷冷下で攪拌した後、室温にて4時間反応させた。氷水を加えてクエンチし、へプタン(関東化学社製)を加えて冷蔵庫にて再結晶を行い、中間体3を8g得た。
 (C1工程)
 上記に示される合成ルート中のC1工程について説明する。
 テトラヒドロフラン(関東化学社製)50mL、トリエチルアミン(関東化学社製)8.5mL及びブチルヒドロキシトルエン(東京化成工業社製)30mgを混合した溶液に中間体3を5g溶かした。その後、塩化アクリル(東京化成工業社製)3.5mLを少しずつ加え、室温で30分反応させた後、水を加えてクエンチし、ろ過処理とカラム精製にて試験例2の化合物(化学式(6-8)で表される化合物を3.5g得た。
 NMRを用いて、試験例2の化合物(化学式(6-8)で表される化合物)の構造を同定した。NMRの結果は以下のとおりである。
 1H NMR (CDCl):6.05-6.08(2H),6.29-6.39(2H),6.63-6.69(2H),7.25-7.27(1H),7.35-7.36(2H),7.53-7.54(2H),7.69-7.72(4H),7.86-7.90(2H),8.03-8.06(2H),9.21-9.24(2H)
<試験例3>
 下記の化学式(11-3)で表される化合物を合成し、下記の化学式(11-3)で表される化合物を試験例3の化合物とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
  
[化学式(11-3)で表される化合物の合成方法]
 化学式(11-3)で表される化合物の合成方法(合成ルート)は以下のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 
 (A2工程)
 上記に示される合成ルート中のA2工程について説明する。
 不活性雰囲気下、脱水N,N-ジメチルホルムアミド(富士フイルム和光純薬製)680mLに化合物1(7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(東京化成工業社製))を45g、炭酸カリウム(東京化成工業製)を51g溶解させた後、3,5-ジメトキシベンジルブロマイド(東京化成工業製)62gを添加し反応させることで目的物(中間体4)を63g得た。
 (B2工程)
 上記に示される合成ルート中のB2工程について説明する。
不活性雰囲気下、脱水ジクロロメタン(富士フイルム和光純薬製)1.4Lに55gの中間体4を溶解させ、氷水で冷やした後、三臭化ホウ素ジクロロメタン溶液(濃度1mol/L、富士フイルム和光純薬工業製)490mLを滴下し後、4時間撹拌した。氷水を加えてクエンチし、へプタン(関東化学社製)を加えて冷蔵庫にて再結晶を行い、クロロホルムを加えて有機層を抜き取った後、減圧濃縮等で得られた析出固体のカラム精製を行うことで目的物(中間体5)43gを得た。
 (C2工程)
 上記に示される合成ルート中のC2工程について説明する。
不活性雰囲気下、水酸化ナトリウム水溶液(濃度8.0mol/L、富士フイルム和光純薬工業製)360mL、テトラブチルアンモニウムブロマイド(東京化成工業製)13g、40gの目的物5を混合し氷水で冷却した後、2-(2-クロロエトキシ)テトラヒドロ-2H-ピラン(東京化成工業製)70mLを滴下した。氷水を外し80℃に加熱した状態で2時間撹拌した。水をもちいてクエンチを行い、クロロホルムを用いて抽出した。得られた有機層より橙色オイル140gを得た。これにジクロロメタン(東京化成工業製)400mL、メタノール(東京化成工業製)400mL、濃塩酸(東京化成工業製)8.0mLを加え、室温下で撹拌後、反応液にメタノールを加え、沈殿を生じさせ白色固体37gを得た。これをテトラヒドロフラン(東京化成工業製)2.1Lに溶解し減圧下濃縮後、残渣にヘプタンを加えて析出した結晶をろ過した。さらに減圧下乾燥し目的物(中間体6)を35g得た。
 (D2工程)
 上記に示される合成ルート中のD2工程について説明する。
 不活性雰囲気下、脱水テトラヒドロフラン(東京化成工業製)450mL、4-ジメチルアミノピリジン(東京化成工業製)1.6g、アクリル酸11mLと30gの中間体6を混合し、氷水で冷却した状態でN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(富士フイルム和光純薬製)1.8mLを滴下した。氷水を外して室温で撹拌を行った後セライトろ過を行いろ液を減圧濃縮することで、薄黄色オイル65gを得た。得られたオイルと脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬製)380mL、4-ジメチルアミノピリジン(東京化成工業製)2.1g、アクリル酸(東京化成工業製)を13mL混合し、氷水で冷却した状態でN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド35mLを滴下した。氷水を外して室温で撹拌した後、減圧濃縮し残渣にクロロホルムと水を加え分液した。分液によって得られた有機層より黄色オイルを得た後、カラム精製を行い冷却にて固化した物質を、ヘプタン/酢酸エチル(東京化成工業製)混合溶媒にてスラリー状にしてろ過を行った。結晶をヘプタン/酢酸エチル混合溶媒380mLで洗浄を行い、得られた白色固体をクロロホルムで溶解し、0.04mg/mLのフェノチアジン-クロロホルム溶液10mLを添加した。その後濃縮乾固にて試験例3の化合物(化学式(11-3)で表される化合物)を得た。
 NMRを用いて、試験例3の化合物(化学式(11-3)で表される化合物)の構造を同定した。NMRの結果は以下のとおりである。
 1H NMR (CDCl):4.00-4.04(4H),4.36-4.39(4H),5.68-5.70(2H),5.77-5.81(2H),6.03-6.12(2H),6.29-6.41(5H),7.53-7.55(2H),7.64-7.70(4H),7.87-7.89(2H),8.02-8.05(2H),9.22-9.26(2H)
<試験例4>
 下記の化学式(11-10)で表される化合物を合成し、下記の化学式(11-10)で表される化合物を試験例4の化合物とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 
[化学式(11-10)で表される化合物の合成方法]
 化学式(11-10)で表される化合物の合成方法(合成ルート)は以下のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 
 (A3工程)
 上記に示される合成ルート中のA3工程について説明する。
 不活性雰囲気下、脱酸素トルエン(富士フイルム和光純薬製)1.8Lに化合物1(7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(東京化成工業社製))90g、1-ブロモー3,5-ジメトキシベンゼン(東京化成工業製)146g、リン酸三カリウム(富士フイルム和光純薬製)214gを溶解させた後、1,2-シクロヘキサンジアミン(東京化成工業製)80mL、ヨウ化銅(I)(富士フイルム和光純薬製)64gを添加し、加熱還流下で2日間撹拌した。室温まで放冷後に反応液をろ過し、ろ液にSi-Thiol(バイオタージ・ジャパン製)141gを添加し30分間撹拌後、ろ過によりSi-Thiolを除去することで目的物(中間体7)63gを得た。
 (B3工程)
 上記に示される合成ルート中のB3工程について説明する。
不活性雰囲気下、超脱水クロロホルム(アミレン添加品、富士フイルム和光純薬製)870mLに中間体7を62g溶解した後、氷冷した後の三臭化ホウ素-ジクロロメタン溶液(濃度1.0mol/L、富士フイルム和光純薬製)700mLを滴下し、氷冷下で2.5時間撹拌した後、室温まで戻して更に2.5時間撹拌した。さらに氷冷した後、三臭化ホウ素-ジクロロメタン溶液(濃度1.0mol/L)200mLを滴下し、室温まで昇温し撹拌した後、反応液を氷水に注いでクエンチし、クロロホルムで洗いこみ冷蔵庫にて再結晶を行い、ろ過を行った後にカラム精製を行うことで目的物(中間体8)60gを得た。
 (C3工程)
 上記に示される合成ルート中のC3工程について説明する。
不活性雰囲気下、水酸化ナトリウム水溶液(濃度8.0mol/L、富士フイルム和光純薬製)230mL、テトラブチルアンモニウムブロミド(東京化成工業製)8.5g、25gの中間体8を混合し氷水で冷却した後、2-(2-クロロエトキシ)テトラヒドロ-2H-ピラン(東京化成工業製)46mLを添加した。80℃で撹拌した後に室温まで放冷し、水、クロロホルム(東京化成工業製)を添加して分液した。得られた有機層に対して濃縮乾固等を行い、茶色オイル66gを得た。得られたオイルに対してカラム精製等を行うことで目的物(中間体9)17gを得た。
 (D3工程)
 上記に示される合成ルート中のD3工程について説明する。
 50mLの超脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬製)にフェノチアジン(東京化成工業製)10mgを加えフェノチアジン調製液を作製した。不活性雰囲気下で16gの中間体9とフェノチアジン調製液5.0mLを混合し、4-ジメチルアミノピリジン(東京化成工業製)0.87g、アクリル酸(東京化成工業製)2.4mLを添加した。氷水で冷却後、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(富士フイルム和光純薬工業製)15mLを添加し、室温に戻し終夜撹拌した。反応液をろ過し、得られたろ液に超脱水テトラヒドロフラン210mL、4-ジメチルアミノピリジン1.1g、アクリル酸7.3mLを混合した。氷水で冷却後、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド19mLを添加した後、室温に戻し終夜撹拌を行った。反応液をろ過し、ろ液を減圧下濃縮した後にカラム精製を行い、得られたフラクションにフェノチアジン調製液5.0mLを添加し濃縮乾固を行うことで試験例4の化合物(化学式(11-10)で表される化合物)5.9gを得た。
 NMRを用いて、試験例4の化合物(化学式(11-10)で表される化合物)の構造を同定した。NMRの結果は以下のとおりである。
 1H NMR (CDCl):4.24-4.26(4H),4.52-4.56(4H),5.84-5.88(2H),6.12-6.21(2H),6.42-6.49(2H),6.71-6.78(3H),7.51-8.05(10H),9.23-9.25(2H)
<試験例5>
 下記の化学式(11-12)で表される化合物を合成し、下記の化学式(11-12)で表される化合物を試験例5の化合物とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 
[化学式(11-12)で表される化合物の合成方法]
 化学式(11-12)で表される化合物の合成方法(合成ルート)は以下のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 
 (A4工程)
 上記に示される合成ルート中のA4工程について説明する。
 不活性雰囲気下、脱酸素トルエン(富士フイルム和光純薬製)738mLに化合物2(7H-ベンゾ[c]カルバゾール(東京化成工業社製))30g、1-ブロモ-3,5-ジメトキシベンゼン(東京化成工業製)60g、リン酸三カリウム(富士フイルム和光純薬製)88gを混合した後、1,2-シクロヘキサンジアミン(東京化成工業製)33.0mL、ヨウ化銅(I)(富士フイルム和光純薬製)26gを加えて120℃で50時間撹拌し、1-ブロモ-3,5-ジメトキシベンゼン8.6g、1,2-シクロヘキサンジアミン4.7mL、ヨウ化銅(I)3.8gを追加し、120℃で6時間撹拌した。放冷後、水、クロロホルム(東京化成工業製)を加え、分液により抽出した有機層を減圧下濃縮し、得られた残渣に対してカラム精製を行うことで目的物(中間体10)38gを得た。
 (B4工程)
 上記に示される合成ルート中のB4工程について説明する。
不活性雰囲気下、クロロホルム420mLに37gの中間体10を加え、氷水で冷却した後、三臭化ホウ素-ジクロロメタン溶液(濃度1.0mol/L、富士フイルム和光純薬製)420mLを添加し3時間撹拌した。室温下に戻して終夜撹拌し、40℃に加熱し30分間撹拌した。室温に戻し水でクエンチしクロロホルムで抽出し、有機層を減圧濃縮した。残渣をカラム精製し、減圧濃縮等を行い、目的物(中間体11)23gを得た。
 (C4工程)
 上記に示される合成ルート中のC4工程について説明する。
不活性雰囲気下、水酸化ナトリウム水溶液(濃度8.0mol/L、富士フイルム和光純薬製)243mL、テトラブチルアンモニウムブロミド(東京化成工業製)9.0g、23gの中間体11を混合させた。氷水で冷却した後に2-(2-クロロエトキシ)テトラヒドロ-2H-ピラン(東京化成工業製)49mLを添加した。80℃で7時間撹拌した後、室温まで放冷して水、クロロホルム(東京化成工業製)を添加して分液した。抽出した有機層を濃縮乾固し茶色オイル87gを得た。得られたオイルに対してカラム精製等を行うことで目的物(中間体12)20gを得た。
 (D4工程)
 上記に示される合成ルート中のD4工程について説明する。
 50mLの超脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬製)にフェノチアジン(東京化成工業製)6.6mgを加えフェノチアジン調製液を作製した。不活性雰囲気下で16gの中間体12とフェノチアジン調製液9mLを混合し、4-ジメチルアミノピリジン(東京化成工業製)1.0g、アクリル酸(東京化成工業製)6.7mLを添加した後、氷水で冷却しN,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(富士フイルム和光純薬工業製)17mLを添加した後、室温に戻し2時間撹拌を行った。反応液をろ過し、得られたろ液に超脱水テトラヒドロフラン240mL、4-ジメチルアミノピリジン1.3g、アクリル酸8.4mLを混合した。氷水で冷却後、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド22mLを添加した後、室温に戻し19時間撹拌を行った。反応液に水、クロロホルム、飽和食塩水を加えて有機層を抽出後、得られた有機層を濃縮乾固し、得られた残渣をカラム精製し、得られたフラクションにフェノチアジン調製液5.0mLを添加し濃縮乾固を行うことで試験例5の化合物(化学式(11-12)で表される化合物)9.6gを得た。
 NMRを用いて、試験例5の化合物(化学式(11-12)で表される化合物)の構造を同定した。NMRの結果は以下のとおりである。
 1H NMR (CDCl):4.26-4.27(4H),4.53-4.55(4H),5.85-5.88(2H),6.18-6.21(2H),6.44-6.48(2H),6.67-6.78(3H),7.43-7.60(4H),7.61-7.63(1H),7.70-7.72(1H),7.84-7.85(1H),7.98-8.01(1H),8.62-8.65(1H),8.83-8.85(1H)
 試験例1の化合物(6-3)の屈折率は1.78であった。試験例2の化合物(6-8)の屈折率は1.75であった。試験例3の化合物(11-3)の屈折率は1.71であった。試験例4の化合物(11-10)の屈折率は1.75であった。試験例5の化合物(11-12)の屈折率は1.69であった。なお、屈折率は以下の方法によって測定した。
 試験例1~5のそれぞれの化合物のアセトン溶液又はクロロホルム溶液を作製し、それぞれ室温25±1℃における589nmの光に対する平均屈折率をアッベ屈折率計(エルマ販売株式会社製、ER-1)で測定し、各化合物の体積分率に対してプロットすることで検量線を作製した。なお、各化合物の密度は乾式密度計(アキュピックII 1340-10CC(島津製作所社製))で求めた値を用いた(試験例1:1.22g/cm、試験例2:1.31g/cm)。検量線を外挿し、各化合物の体積分率が1となるときの屈折率を各化合物の屈折率とした。
<実施例1>
(感光性組成物1の調製)
 以下に示す表1の量に従って、重合性化合物として試験例1の化合物(6-3)及びビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート(大阪ガスケミカル社製、「EA-0200」、屈折率:1.62)、バインダー樹脂としてポリ酢酸ビニル(電気化学工業社製、「SN-77T」)、可塑剤として1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製、「EX-212L」)、増感色素としてローズベンガル(SIGMA ALDRICH社製、「RB」)、重合開始剤-として4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(東京化成工業社製、「I0591」)、連鎖移動剤として2-メルカプトベンゾオキサゾール(東京化成工業社製、「2-MBO」)をアセトン溶媒中で常温で混合し、感光性組成物1を調製した。
(ホログラム記録媒体1の作製)
 上記感光性組成物1を、厚さ2.5μmのポリビニルアルコールフィルム上にバーコーターで乾燥膜厚が3μmになるように塗布し、次いで、厚さ1.0mmのガラス基板上に感光層の薄膜面を圧着し、ガラス基板、感光層及びポリビニルアルコールフィルムをこの順で積層してなるホログラム記録媒体1を得た。
(ホログラム1の作製)
 上記ホログラム記録媒体1に対し、露光波長532nmの半導体レーザーを用いて露光量180mJ/cmで二光束露光を行った後、UV(紫外線)を全面に照射することで未硬化のモノマーを硬化させ、屈折率分布を媒体1に固定した。二光束露光の条件は、記録媒体上での片光束の光強度を3.0mW/cmとして、30秒間露光を行い、二光束のなす角度が5.0度となるように干渉露光を行った。これにより、ホログラム記録媒体1に屈折率分布を形成し、ホログラム1を得た。
(ホログラム1の評価)
 作製されたホログラム1の屈折率変調量(Δn)及び透明性の評価を以下の方法で行った。
 屈折率変調量(Δn)は、ホログラムに入射して得られる透過率スペクトルの最大透過率及び半値幅から、Kogelnikの結合波理論(Bell System Technical Journal,48, 2909(1969))を用いて評価した。透過
率スペクトルは、光源として浜松ホトニクス社製のスポット光源を、分光器としてオーシャンオプティクス社製の小型ファイバ光学分光器USB-4000を用い、400-700nmにおける透過率を測定することによって得た。
 透明性は、得られたホログラム1を基準に、ホログラム1と同等か同等以上に目視で着色が認められないものを「○」、ホログラム1よりも目視で着色が認められるものを「×」とした。
<実施例2>
(感光性組成物2の調製)
 実施例2では、重合性化合物の量を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同じ材料を用い、表1に示した量に従って実施例1と同じ方法で感光性組成物2を得た。
(ホログラム記録媒体2の作製)
 上記感光性組成物2を用いて、実施例1と同じ方法でホログラム記録媒体2を作製した。
(ホログラム2の作製)
 上記ホログラム記録媒体2を用いて、表1に示した露光条件に従って実施例1と同じ方法でホログラム2を作製した。
(ホログラム2の評価)
 作製されたホログラム2の屈折率変調量(Δn)及び透明性を実施例1と同じ方法で評価した。
<実施例3>
(感光性組成物3の調製)
 実施例3では、重合性化合物と、その量を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同じ材料を用い、表1に示した量に従って実施例1と同じ方法で感光性組成物3を得た。
(ホログラム記録媒体3の作製)
 上記感光性組成物3を用いて、実施例1と同じ方法でホログラム記録媒体3を作製した。
(ホログラム3の作製)
 上記ホログラム記録媒体3を用いて、表1に示した露光条件に従って実施例1と同じ方法でホログラム3を作製した。
(ホログラム3の評価)
 作製されたホログラム3の屈折率変調量(Δn)及び透明性を実施例1と同じ方法で評価した。
<実施例4>
(感光性組成物4の調製)
 実施例4では、重合性化合物と、その量を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同じ材料を用い、表1に示した量に従って実施例1と同じ方法で感光性組成物4を得た。
(ホログラム記録媒体4の作製)
 上記感光性組成物4を用いて、実施例1と同じ方法でホログラム記録媒体4を作製した。
(ホログラム4の作製)
 上記ホログラム記録媒体4を用いて、表1に示した露光条件に従って実施例1と同じ方法でホログラム4を作製した。
(ホログラム4の評価)
 作製されたホログラム4の屈折率変調量(Δn)及び透明性を実施例1と同じ方法で評価した。
<実施例5>
(感光性組成物5の調製)
 実施例5では、重合性化合物と、その量を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同じ材料を用い、表1に示した量に従って実施例1と同じ方法で感光性組成物2を得た。
(ホログラム記録媒体5の作製)
 上記感光性組成物5を用いて、実施例1と同じ方法でホログラム記録媒体5を作製した。
(ホログラム5の作製)
 上記ホログラム記録媒体5を用いて、表1に示した露光条件に従って実施例1と同じ方法でホログラム5を作製した。
(ホログラム5の評価)
 作製されたホログラム5の屈折率変調量(Δn)及び透明性を実施例1と同じ方法で評価した。
<比較例1>
(感光性組成物101の作製)
 比較例1では、重合性化合物としてジナフトチオフェンメタクリラート(スガイ化学工業社製、「DNTMA」、屈折率:1.89)及びビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート(大阪ガスケミカル社製、「EA-0200」、屈折率:1.62)を用いたこと以外は、実施例1と同じ材料を用い、表1に示した量に従って実施例1と同じ方法で感光性組成物101を得た。
(ホログラム記録媒体101の作製)
 上記感光性組成物101を用いて、実施例1と同じ方法でホログラム記録媒体101を作製した。
(ホログラム101の作製)
 上記ホログラム記録媒体101を用いて、表1に示した露光条件に従って実施例1と同じ方法でホログラム101を作製した。
(ホログラム101の評価)
 作製されたホログラム101の屈折率変調量(Δn)及び透明性を実施例1と同じ方法で評価した。
<比較例2>
(感光性組成物102の作製)
 比較例2では、重合性化合物としてアクリル酸2-(9H-カルバゾール-9-イル)エチル(SIGMA ALDRICH社製、「EACz」、屈折率:1.65)及びビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート(大阪ガスケミカル社製、「EA-0200」、屈折率:1.62)を用いたこと以外は、実施例1と同じ材料を用い、表1に示した量に従って実施例1と同じ方法で感光性組成物102を得た。
(ホログラム記録媒体102の作製)
 上記感光性組成物102を用いて、実施例1と同じ方法でホログラム記録媒体102を作製した。
(ホログラム102の作製)
 上記ホログラム記録媒体102を用いて、表1に示した露光条件に従って実施例1と同じ方法でホログラム102を作製した。
(ホログラム102の評価)
 作製されたホログラム102の屈折率変調量(Δn)及び透明性を実施例1と同じ方法で評価した。
<実験結果>
 上記した実施例1~5及び比較例1、2のホログラムの実験結果を表1に示す。なお、表1において各成分の数値は質量%で示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
 
<実施例6>
(感光性組成物6の調製)
 以下に示す表2の量に従って、重合性化合物として試験例1の化合物(6-3)及びビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート(大阪ガスケミカル社製、「EA-0200」、屈折率:1.62)、バインダー樹脂としてポリ酢酸ビニル(電気化学工業社製、「SN-55T」)、可塑剤として1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製、「EX-212L」)、増感色素としてメチレンブルー(東京化成工業社製、「MB」)、サフラニンO(Sigma-Aldrich社製、「SFO」)及びアストラゾンオレンジG(Sigma-Aldrich社製、「AOG」)、重合開始剤として4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(東京化成工業社製、「I0591」)及びテトラブチルアンモニウムブチルトリフェニルボレート(昭和電工社製、「P3B」)、連鎖移動剤として2-メルカプトベンゾオキサゾール(東京化成工業社製、「2-MBO」)、重合禁止剤としてフェノチアジン(和光純薬工業社製、「PT」)、UV増感剤として9、10-ジブトキシアントラセン(川崎化成工業社製、「UVS-1331」)をアセトンとエタノールの混合溶媒中で常温で混合し、感光性組成物6を調製した。
(ホログラム記録媒体6の作製)
 上記感光性組成物6を、厚さ2.5μmのポリビニルアルコールフィルム上にバーコーターで乾燥膜厚が5μmになるように塗布し、次いで、厚さ1.0mmのガラス基板上に感光層の薄膜面を圧着し、ガラス基板、感光層及びポリビニルアルコールフィルムをこの順で積層してなるホログラム記録媒体6を得た。
(ホログラム6の作製)
 上記ホログラム記録媒体6に対し、露光波長457nm、532nm、660nmの半導体レーザーを用いて各色を重ねて総露光量2832mJ/cmで二光束露光を行った後、UV(紫外線)を全面に照射することで未硬化のモノマーを硬化させ、屈折率分布を媒体6に固定した。二光束露光の条件は、記録媒体上での457nm、532nm、660nmの片光束の光強度をそれぞれ2.0mW/cm、4.2mW/cm、5.7mW/cmとして、120秒間露光を行い、二光束のなす角度が3.0度となるように干渉露光を行った。これにより、ホログラム記録媒体6に屈折率分布を形成し、ホログラム3を得た。
(ホログラム6の評価)
 作製されたホログラム6の総屈折率変調量(Δn)及び透明性の評価を以下の方法で行った。
 総屈折率変調量(Δn)は、ホログラムに入射して得られる透過率スペクトルの各露光波長に対応するピークの最大透過率及び半値幅から、Kogelnikの結合波理論(Bell System Technical Journal,48, 2909(1969))を用いて各露光波長に対応したホログラム毎に評価し、得られたΔnの総和を求めた。透過率スペクトルは、光源として浜松ホトニクス社製のスポット光源を、分光器としてオーシャンオプティクス社製の小型ファイバ光学分光器USB-4000を用い、400-700nmにおける透過率を測定することによって得た。
 透明性は、得られたホログラム6を基準に、ホログラム6と同等か同等以上に目視で着色が認められないものを「○」、ホログラム6よりも目視で着色が認められるものを「×」とした。
<実施例7>
(感光性組成物7の調製)
 実施例7では、重合性化合物として試験例1の化合物(6-3)、試験例2の化合物(6-8)及びビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート(大阪ガスケミカル社製、「EA-0200」、屈折率:1.62)を用いて重合性化合物の量を表2に示すように変更し、溶媒にエタノールとクロロホルムの混合溶媒を用いたこと以外は、実施例6と同じ材料を用い、表2に示した量に従って実施例6と同じ方法で感光性組成物7を得た。
(ホログラム記録媒体7の作製)
 上記感光性組成物7を用いて、実施例6と同じ方法でホログラム記録媒体7を作製した。
(ホログラム7の作製)
 上記ホログラム記録媒体7を用いて、表2に示した露光条件に従って実施例6と同じ方法でホログラム7を作製した。
(ホログラム7の評価)
 作製されたホログラム4の総屈折率変調量(Δn)及び透明性を実施例6と同じ方法で評価した。
<比較例3>
(感光性組成物103の作製)
 比較例3では重合性化合物としてアクリル酸2-(9H-カルバゾール-9-イル)エチル(SIGMA ALDRICH社製、「EACz」、屈折率:1.65)及びビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート(大阪ガスケミカル社製、「EA-0200」、屈折率:1.62)を用いたこと以外は、実施例6と同じ材料を用い、表2に示した量に従って実施例6と同じ方法で感光性組成物103を得た。
(ホログラム記録媒体103の作製)
 上記感光性組成物103を用いて、実施例6と同じ方法でホログラム記録媒体103を作製した。
(ホログラム103の作製)
 上記ホログラム記録媒体103を用いて、表2に示した露光条件に従って実施例6と同じ方法でホログラム103を作製した。
(ホログラム103の評価)
 作製されたホログラム103の総屈折率変調量(Δn)及び透明性を実施例6と同じ方法で評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000045
 
 表1及び2より、化合物(6-3)、化合物(6-8)、化合物(11-3)、化合物(11-10)、又は化合物(11-12)を含むホログラムは、高い屈折率変調量(Δn)を有し、透明性に優れるものであることがわかった。
 以上のとおり、本技術によれば、前述した一般式(1)で表される化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤とを組み合わせることによって、回折特性に優れるホログラムを得ることができる。
1 ホログラム記録媒体
 11 透明保護フィルム(透明基材)
 12 感光層
 13 ガラス又はフィルム基板(透明基材)

Claims (16)

  1.  下記の一般式(1)で表される化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する感光性組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     一般式(1)中、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。Xが酸素原子である場合、aは0であり、Xが窒素原子又はリン原子である場合、aは1であり、Xが炭素原子又はケイ素原子である場合、aは2である。
     Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。Y又はYがベンゼン環である場合、前記ベンゼン環であるY又はYに対応するb又はcは4である。Y及び/又はYがナフタレン環である場合、前記ナフタレン環であるY及び/又はYに対応するb及び/又はcは6である。
     R~Rはそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R~Rがそれぞれ複数存在する場合には、複数のR~Rは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのR~Rが同時に水素であることはない。
     Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
     Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
  2.  前記一般式(1)のXが窒素原子である化合物を含む、請求項1に記載の感光性組成物。
  3.  前記化合物が、下記の一般式(1-1)で表される化合物である、請求項1に記載の感光性組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     一般式(1-1)中、R、R21~R26、及びR31~R36は水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R、R21~R26、及びR31~R36は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し、一般式(1-1)中のR、R21~R26、及びR31~R36が全て同時に水素であることはない。
     Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
     Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1-1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
  4.  前記一般式(1)のXが炭素原子である化合物を含む、請求項1に記載の感光性組成物。
  5.  前記化合物が、下記の一般式(1-2)で表される化合物である、請求項1に記載の感光性組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     一般式(1-2)中、R11、R12、R21~R26、及びR31~R36は水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R11、R12、R21~R26、及びR31~R36は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し、一般式(1-2)中のR11、R12、R21~R26、及びR31~R36が全て同時に水素であることはない。
     Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
     Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1-2)中の全てのRが同時に水素であることはない。
  6.  請求項1に記載の感光性組成物を用いた、ホログラム記録媒体。
  7.  請求項6に記載のホログラム記録媒体を用いた、ホログラム光学素子。
  8.  請求項2に記載の感光性組成物を用いた、ホログラム記録媒体。
  9.  請求項8に記載のホログラム記録媒体を用いた、ホログラム光学素子。
  10.  請求項3に記載の感光性組成物を用いた、ホログラム記録媒体。
  11.  請求項10に記載のホログラム記録媒体を用いた、ホログラム光学素子。
  12.  請求項4に記載の感光性組成物を用いた、ホログラム記録媒体。
  13.  請求項12に記載のホログラム記録媒体を用いた、ホログラム光学素子。
  14.  請求項5に記載の感光性組成物を用いた、ホログラム記録媒体。
  15.  請求項14に記載のホログラム記録媒体を用いた、ホログラム光学素子。
  16.  下記の一般式(1)で表される化合物を含む重合性化合物と、バインダー樹脂と、光重合開始剤と、を少なくとも含有する感光層を含むホログラム記録媒体を、空間的に振幅の強弱を変調させた電磁線によって選択的に反応させる、ホログラム回折格子の形成方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     一般式(1)中、Xは酸素原子、窒素原子、リン原子、炭素原子又はケイ素原子である。Xが酸素原子である場合、aは0であり、Xが窒素原子又はリン原子である場合、aは1であり、Xが炭素原子又はケイ素原子である場合、aは2である。
     Y及びYはそれぞれベンゼン環又はナフタレン環であり、Y及びYが同時にベンゼン環であることはない。Y又はYがベンゼン環である場合、前記ベンゼン環であるY又はYに対応するb又はcは4である。Y及び/又はYがナフタレン環である場合、前記ナフタレン環であるY及び/又はYに対応するb及び/又はcは6である。
     R~Rはそれぞれ水素又は*-Z(R(*は結合位置を表す。)で表される置換基である。R~Rがそれぞれ複数存在する場合には、複数のR~Rは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのR~Rが同時に水素であることはない。
     Zは単結合、2価以上の飽和炭化水素基又は2価以上の不飽和炭化水素基を表し、当該飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基はエーテル結合及び/又はチオエーテル結合を含んでもよい。Zが単結合である場合、dは1であり、Zが飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基である場合、dは1以上の整数である。
     Rは水素又は重合性置換基を表す。Rが複数存在する場合は、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(1)中の全てのRが同時に水素であることはない。
PCT/JP2020/024165 2019-07-08 2020-06-19 感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法 WO2021006012A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/625,680 US20220242985A1 (en) 2019-07-08 2020-06-19 Photosensitive composition, hologram recording medium using the same, hologram optical element, and method of forming hologram diffraction grating
CN202080048913.4A CN114174923A (zh) 2019-07-08 2020-06-19 光敏组合物、使用该光敏组合物的全息记录介质、全息光学元件、和形成全息衍射光栅的方法
EP20837480.1A EP3998289A4 (en) 2019-07-08 2020-06-19 PHOTOSENSITIVE COMPOSITION AND RELATED HOLOGRAM STORAGE MEDIUM, HOLOGRAM OPTICAL ELEMENT AND METHOD OF MAKING A HOLOGRAM DIFFRACTION GRIDING
KR1020217042899A KR20220031865A (ko) 2019-07-08 2020-06-19 감광성 조성물, 및 이를 사용한 홀로그램 기록 매체, 홀로그램 광학 소자 및 홀로그램 회절 격자의 형성 방법
JP2021530568A JP7505493B2 (ja) 2019-07-08 2020-06-19 感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法
TW109122305A TW202112746A (zh) 2019-07-08 2020-07-01 感光性組合物、及使用此之全像記錄媒體、全像光學元件與全像繞射光柵之形成方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-126976 2019-07-08
JP2019126976 2019-07-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021006012A1 true WO2021006012A1 (ja) 2021-01-14

Family

ID=74114862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/024165 WO2021006012A1 (ja) 2019-07-08 2020-06-19 感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220242985A1 (ja)
EP (1) EP3998289A4 (ja)
JP (1) JP7505493B2 (ja)
KR (1) KR20220031865A (ja)
CN (1) CN114174923A (ja)
TW (1) TW202112746A (ja)
WO (1) WO2021006012A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024203523A1 (ja) * 2023-03-31 2024-10-03 ソニーグループ株式会社 組成物、積層フィルム、部材、接着方法および封止方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113795533B (zh) * 2019-01-31 2024-09-13 索尼集团公司 全息记录组合物、全息记录介质、光学元件、装置和部件、以及形成全息衍射光栅的方法
DE112020000633T5 (de) * 2019-01-31 2021-10-28 Sony Group Corporation Hologramm-aufzeichnungszusammensetzung, hologramm-aufzeichnungsmedium, hologramm und optische vorrichtung und eine diese nutzende optische komponente
CN114174262A (zh) * 2019-07-08 2022-03-11 索尼集团公司 化合物、聚合物和有机材料、以及使用该有机材料的光学设备、光学部件和图像显示设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6117624B2 (ja) * 1978-10-09 1986-05-08 Shibaura Eng Works Ltd
JP2001125474A (ja) 1999-10-27 2001-05-11 Nippon Paint Co Ltd 体積ホログラム記録用感光組成物およびこれから得られるホログラム
JP2015193809A (ja) * 2014-03-20 2015-11-05 富士フイルム株式会社 組成物、硬化性組成物、透明膜、固体撮像素子および表示装置
JP2016069637A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 東京応化工業株式会社 ビニル基含有化合物を含有する硬化性組成物
JP2016094597A (ja) * 2014-11-07 2016-05-26 富士フイルム株式会社 ポリマーフィルム、積層フィルム、ポリマーフィルムの製造方法、偏光板および画像表示装置
WO2018043593A1 (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 ソニー株式会社 ホログラム記録用感光性組成物、ホログラム記録媒体及びホログラム
JP2018145263A (ja) * 2017-03-02 2018-09-20 東京応化工業株式会社 硬化性組成物、硬化物、及び硬化物の製造方法
JP2019071484A (ja) * 2011-07-22 2019-05-09 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3751246A (en) * 1971-09-07 1973-08-07 Addressograph Multigraph Photoconductive elements employing n-vinyl carbazoles having fused condensed arenic ring structures
SU777027A1 (ru) * 1979-01-16 1980-11-07 Киевский Ордена Ленина Государственный Университет Им.Т.Г.Шевченко -Глицидил-7н-бензо-/с/-карбазолмономер дл получени полимерных фотополупроводников, пригодных дл фотопластической записи изображени
JPS62178268A (ja) * 1986-01-31 1987-08-05 Canon Inc 電子写真感光体
JPH11202740A (ja) * 1998-01-20 1999-07-30 Fujitsu Ltd 屈折率分布形成材料及びホログラフィ乾板
US7521155B2 (en) * 2003-06-10 2009-04-21 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Volume hologram layer and volume hologram transfer foil
WO2010137501A1 (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 日本化薬株式会社 光学レンズシート用エネルギー線硬化型樹脂組成物及びその硬化物
JP5803401B2 (ja) * 2011-08-05 2015-11-04 Tdk株式会社 ホログラム記録材料及びホログラム記録媒体
JP6117624B2 (ja) 2012-06-07 2017-04-19 大阪ガスケミカル株式会社 硬化性組成物およびその硬化物
JP2016191733A (ja) * 2015-03-30 2016-11-10 新日鉄住金化学株式会社 ホログラフィック記録層及びホログラフィック記録媒体
DE112020000633T5 (de) * 2019-01-31 2021-10-28 Sony Group Corporation Hologramm-aufzeichnungszusammensetzung, hologramm-aufzeichnungsmedium, hologramm und optische vorrichtung und eine diese nutzende optische komponente
CN114174262A (zh) * 2019-07-08 2022-03-11 索尼集团公司 化合物、聚合物和有机材料、以及使用该有机材料的光学设备、光学部件和图像显示设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6117624B2 (ja) * 1978-10-09 1986-05-08 Shibaura Eng Works Ltd
JP2001125474A (ja) 1999-10-27 2001-05-11 Nippon Paint Co Ltd 体積ホログラム記録用感光組成物およびこれから得られるホログラム
JP2019071484A (ja) * 2011-07-22 2019-05-09 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器
JP2015193809A (ja) * 2014-03-20 2015-11-05 富士フイルム株式会社 組成物、硬化性組成物、透明膜、固体撮像素子および表示装置
JP2016069637A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 東京応化工業株式会社 ビニル基含有化合物を含有する硬化性組成物
JP2016094597A (ja) * 2014-11-07 2016-05-26 富士フイルム株式会社 ポリマーフィルム、積層フィルム、ポリマーフィルムの製造方法、偏光板および画像表示装置
WO2018043593A1 (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 ソニー株式会社 ホログラム記録用感光性組成物、ホログラム記録媒体及びホログラム
JP2018145263A (ja) * 2017-03-02 2018-09-20 東京応化工業株式会社 硬化性組成物、硬化物、及び硬化物の製造方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"KOGAKU", THE JAPANESE JOURNAL OF OPTICS, vol. 44, no. 8, 2015, pages 298 - 303
KOGELNIK, BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL, vol. 48, 1969, pages 2909
See also references of EP3998289A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024203523A1 (ja) * 2023-03-31 2024-10-03 ソニーグループ株式会社 組成物、積層フィルム、部材、接着方法および封止方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3998289A4 (en) 2022-09-14
JP7505493B2 (ja) 2024-06-25
CN114174923A (zh) 2022-03-11
KR20220031865A (ko) 2022-03-14
US20220242985A1 (en) 2022-08-04
EP3998289A1 (en) 2022-05-18
JPWO2021006012A1 (ja) 2021-01-14
TW202112746A (zh) 2021-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021006012A1 (ja) 感光性組成物、及びこれを用いたホログラム記録媒体、ホログラム光学素子並びにホログラム回折格子の形成方法
CN113316746B (zh) 全息记录组合物、全息记录介质、全息图、以及使用该全息图的光学装置和光学部件
WO2021006011A1 (ja) 化合物、ポリマー及び有機材料、並びにこれを用いた光学装置、光学部品及び画像表示装置
US11427656B2 (en) Photosensitive composition for hologram recording, hologram recording medium, and hologram
JP6711178B2 (ja) (メタ)アクリレート化合物、及び重合性組成物
WO2006109665A1 (ja) ホログラム記録材料
JP7468544B2 (ja) ホログラム記録用組成物、ホログラム記録媒体、ホログラム、及びこれを用いた光学装置、光学部品
JP7371699B2 (ja) 化合物、重合性組成物、重合体、ホログラム記録媒体、光学材料、及び光学部品
JP7347444B2 (ja) ホログラム記録用組成物、ホログラム記録媒体、回折光学素子、及びこれを用いた光学装置、光学部品、画像表示装置
TW202031715A (zh) 全像記錄用組合物、全像記錄媒體、全像光學元件、及使用此之光學裝置、光學零件與全像繞射光柵之形成方法
WO2022153617A1 (ja) ホログラム記録媒体、ホログラム光学素子、光学装置、光学部品及びホログラム回折格子の形成方法
WO2022153616A1 (ja) ホログラム記録媒体、ホログラム光学素子、光学装置、光学部品及びホログラム回折格子の形成方法
JPWO2019167947A1 (ja) 化合物、ポリマー及び有機材料
WO2024204548A1 (ja) 化合物、重合性組成物、ホログラム記録媒体、重合体、光学材料、並びに光学部品
WO2020050321A1 (ja) トリアジン環含有ハイパーブランチポリマーを含む体積ホログラム記録材料用組成物
JP2005140852A (ja) 体積ホログラム記録用感光性組成物およびそれを用いる体積ホログラム記録媒体の製造方法
JP2010237612A (ja) 含フッ素体積型ホログラム光情報記録材料用組成物、および該組成物を用いた含フッ素体積型ホログラム光情報記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20837480

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021530568

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020837480

Country of ref document: EP

Effective date: 20220208