[发明专利]体积型全息图记录用感光性组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于记录体积型全息图(体積型ホログラム)的感光性组合物(以下称为“体积型全息图记录用感光性组合物”)，还涉及由其制成的体积型全息图记录用感光性介质、体积型全息图。

背景技术

由于体积型全息图能够用三维表现物体，具有高衍射效率、波长选择性，是高级制造技术所需的，所以作为设计用途、安全用途、光学元件用途被广泛应用。所涉及的体积型全息图相干性(可干涉性)高，由波长相当的物体光和参照光进行干涉，入射至体积型全息图记录用材料，关于物体的三维情报在材料内部以干涉条纹进行记录而制成。所述干涉条纹作为与干涉光的明暗部分相对应的折射率变化(変調)而记录。近年来，体积型的全息图生产中，不采用湿式显像处理，而能够量产的干式型体积型全息图记录用感光性组合物备受关注。

所述干式型的感光性组合物，唯有杜邦公司的Omnidex系列以量产水平上市销售。所涉及的组合物是以光自由基聚合性单体、粘合剂聚合物、光自由基聚合引发剂以及增感色素(増感色素)为主成分，利用光聚合性单体和粘合剂聚合物的折射率差的物质。即，形成膜状的该感光性组合物进行干涉曝光时，在光强的部分引发交联反应，随之发生聚合性单体的扩散移动。结果根据干涉光的光强弱，可以实现聚合性单体的疏密，出现折射率的差异。

另一方面，在所述专利文献1中，公开了折射率变化高，且透明性良好的体积型全息图用组合物。该材料系是以作为高折射率的自由基聚合性化合物的具有二烯丙基芴骨架的单体、阳离子聚合性化合物以及粘合剂树脂为主成分的物质。

所述专利文献2中，公开了包括作为高折射率阳离子聚合性化合物的具有环氧基的芴衍生物低聚物、与此低聚物折射率不同的聚合性单体和光引发剂、增感剂的组合物。该材料系能够获得环氧低聚物通过阳离子聚合形成交联结构，因此折射率增加、折射率变化增强，同时透明性、耐热性良好的全息图感光性记录介质。

所述专利文献3中，公开了包括作为高折射率的阳离子聚合性化合物的具有氧杂环丁基的芴衍生物低聚物、与该低聚物折射率不同的聚合性单体与光引发剂、增感剂的组合物。所述材料系通过利用氧杂环丁基的高反应性进行的阳离子聚合，形成交联结构，能够获得固化收缩小、透明性、耐热性良好的全息图用感光性记录介质。

专利文献1：特许第2849021号

专利文献2：特许第3075082号

专利文献3：特开2004-138872号公报

发明内容

上述专利文献1公开的全息图用感光性组合物中，由于作为光聚合性官能团使用以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯为代表的光自由基聚合性基，所以伴随着聚合产生的收缩成为特别是在应用于要求尺寸稳定性的光学元件或存储器中时的障碍。此外，所述杜邦公司的Omnidex系列尽管在量产水平下进行市售有用，但也在同样方面上仍有改良的余地。

在使用具有环氧基的芴衍生物作为阳离子聚合性组合物的所述专利文献2中公开的全息图用感光性组合物中，使用光聚合性官能团环氧基，尽管光自由基聚合时收缩小，但是由于使用了缩水甘油基型的环氧基而引起反应性降低，敏感度有问题。

在具有氧杂环丁基的所述专利文献3中公开的全息图用感光性组合物中，报道了使用具有高反应性的光聚合性官能团氧杂环丁基，克服使用环氧基的低敏感度问题，但是阳离子固化时，氧杂环丁基自身所具有的氧阻碍了反应，即氧阻碍的问题变得严重。

本发明是鉴于以上问题，目的在于提供折射率变化良好的体积型全息图记录用感光性组合物，其在光固化前后体积无变化，且聚合反应性良好。

本发明者对所述课题进行讨论，发现体积型全息图记录用感光性组合物中添加光聚合性的体积膨胀性化合物及光聚合引发剂，能够达到本发明的目的。此处，“光聚合性的体积膨胀性化合物”指具有由光引起的聚合性的化合物，其聚合后的体积与聚合前的体积相比发生膨胀。在此情况下，必要时可加入光聚合性的体积膨胀性化合物以外的光聚合性化合物、粘合剂树脂、增感色素。特别是，加入光聚合性的体积膨胀性化合物以外的光聚合性化合物是极为有效的，因为当结合光聚合性的体积膨胀性化合物以外的光聚合性化合物而形成体积型全息图时，可以容易调整体积变化。且在所述情况下，光聚合性的体积膨胀性化合物的量，以体积型全息图记录用感光性组合物的总重量为100重量份时，优选1～90重量份的范围。

本发明所涉及的体积型全息图记录用感光性组合物中，光聚合性的体积膨胀性化合物优选下述通式(1)所示的化合物。下述化合物为Ames阴性，具有能够降低毒性的优点。