(57)【要約】      （修正有）【課題】記録及び読出しの両方を効率的に行う。【解決手段】光学的透明基板を含むホログラフィック記録媒体が提供される。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。ホログラフィック記録媒体は光生成物を含み得る。ホログラフィック記録媒体の製造方法、光学的書込み及び読取り方法、ホログラフィック記録物品の使用方法、ホログラフィック記録媒体の製造方法も提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含む光学的透明基板を含んでなるホログラフィック記録媒体であって、
光学的透明基板は約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有し、
光学的透明基板中に記録されたホログラムは約２０％を超える回折効率を有し得る、ホログラフィック記録媒体。
【請求項２】
光化学的活性染料がビシナルジアリールエテンである、請求項１記載のホログラフィック記録媒体。
【請求項３】
光化学的活性染料がニトロンである、請求項１記載のホログラフィック記録媒体。
【請求項４】
光化学的活性染料がニトロスチルベンである、請求項１記載のホログラフィック記録媒体。
【請求項５】
光学的透明プラスチック材料、光化学的活性染料及びその光生成物を含む光学的透明基板を含んでなるホログラフィック記録媒体であって、
光学的透明基板は約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有し、
光学的透明基板中に記録されたホログラムは約２０％を超える回折効率を有し、
光生成物は光学的透明基板中にパターンを画成することで、ホログラフィック記録媒体の体積中に含まれる光学的に読取り可能なデータを与える、ホログラフィック記録媒体。
【請求項６】
光化学的活性染料を含む光学的透明基板を、光学的透明基板が１を超える吸光度を有する約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長の入射光で照射し、光学的に読取り可能なデータ及び光化学的活性染料の光生成物を含むホログラフィック記録媒体を形成する段階であって、光学的透明基板中に記録されたホログラムが約２０％を超える回折効率を有する段階を含んでなる方法。
【請求項７】
光学的書込み及び読取り方法であって、
データを有する信号ビーム及び参照ビームを同時に用いてホログラフィック記録媒体をパターン化することでホログラムを生み出し、それによって光化学的活性染料を少なくとも部分的に光生成物に転化させる段階と、
信号ビームデータをホログラフィック記録媒体中にホログラムとして記憶する段階であって、ホログラフィック記録媒体は光学的透明プラスチック材料と光化学的活性染料又は光生成物の一方又は両方を含む光学的透明基板を含み、光学的透明基板は約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有し、光学的透明基板中に記録されたホログラムは約２０％を超える回折効率を有する段階と、
ホログラフィック記録媒体を読取りビームに接触させ、ホログラムで回折された光に含まれるデータを読み取る段階と
を含んでなる方法。
【請求項８】
ホログラフィック記録物品中のホログラフィック記録媒体を、第１の波長を有する電磁放射に暴露する段階と、
光化学的活性染料の１種以上の光生成物、及びホログラムとして記憶された１以上の光学的に読取り可能なデータを含む改質された光学的透明基板を形成する段階と、
物品中のホログラフィック記録媒体を、第２の波長を有する電磁エネルギーに接触させてホログラムを読み取る段階と
を含んでなる方法であって、ホログラフィック記録媒体は光学的透明プラスチック材料、光化学的活性染料及び光化学的活性染料の光生成物を含む光学的透明基板を含み、光学的透明基板は約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有し、光学的透明基板中に記録されたホログラムは約２０％を超える回折効率を有する、方法。
【請求項９】
光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を共に含む光学的透明基板であるホログラフィック記録媒体として使用できるフィルム、押出品又は射出成形品を形成する段階を含んでなる方法であって、
光学的透明基板は約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有し、
光学的透明基板中に記録されたホログラムは約２０％を超える回折効率を有し得る、方法。
【請求項１０】
光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含む光学的透明基板を含んでなるホログラフィック記録媒体であって、
光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長を有する入射光で照射してホログラムを書き込んだ場合に１を超える吸光度を有し、
光学的透明基板中に記録されたホログラムは約２０％を超える回折効率を有する、ホログラフィック記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホログラフィック記録媒体に関する実施形態を含んでいる。本発明は、ホログラフィック記録媒体を製造し使用する方法に関する実施形態を含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィック記録は、情報をホログラムの形態で記憶することである。情報は、バイナリデータ、画像、バーコード及び回折格子を含む様々な形態で記憶できる。ホログラムは三次元干渉パターンの画像である。これらのパターンは、２つの光ビームの交わりによって感光性媒体中に生み出すことができる。表面ベースの記憶フォーマットに対する体積ホログラフィック記録の相違点は、多重化技法を用いて感光性媒体の同一体積中に多数のホログラムをオーバーラップ方式で記憶できることである。このような多重化技法によれば、信号ビーム及び／又は参照ビームの角度、波長又は媒体位置を変化させることができる。しかし、実行可能な技法としてのホログラフィック記録の実現に対する障害は、好適な記憶媒体の開発であった。
【０００３】
最近のホログラフィック記録材料研究は、染料ドープトポリマー材料の開発をもたらした。染料ドープトデータ記憶材料の感度は、染料の濃度、記録波長での染料の吸収断面積、光化学的遷移の量子効率、及び単位染料密度についての染料分子の屈折率変化に依存し得る。しかし、染料濃度と吸収断面積との積が増大するのに伴い、記録媒体（例えば、ホログラフィックフィルム）は不透明化することがあり、これが記録及び読出しの両方を面倒にすることがある。
【０００４】
現在入手可能なものとは異なる特性及び性質を有するホログラフィック記録媒体を得ることは望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３８５０６３３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／０２０６９８４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０１３６３３３号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０２３３２４６号明細書
【特許文献５】国際公開第９７／２１１２２号パンフレット
【特許文献６】国際公開第０３／００６４５０号パンフレット
【特許文献７】国際公開第２００６／０３９１３０号パンフレット
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献２】ZHANG et al, "Dairylethene Materials for Photon Mode Optical Storage", SPIE Proceedings, Volume 4930, pp.93-104, 2002
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態では、ホログラフィック記録媒体が提供される。ホログラフィック記録媒体は光学的透明基板を含んでいる。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。
【０００８】
一実施形態では、ホログラフィック記録媒体が提供される。ホログラフィック記録媒体は光学的透明基板を含んでいる。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料、光化学的活性染料及びその光生成物を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。光学的透明基板中で光生成物がパターン化されることで、ホログラフィック記録媒体の体積中に含まれる光学的に読取り可能なデータが得られる。
【０００９】
一実施形態では、ホログラフィック記録媒体が製造される。かかる方法は、光化学的活性染料を含む光学的透明基板を、光学的透明基板が１を超える吸光度を有する約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長の入射光で照射し、その結果として光学的に読取り可能なデータ及び光化学的活性染料の光生成物を含むホログラフィック記録媒体を形成する段階を含んでいる。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。
【００１０】
一実施形態では、光学的書込み及び読取り方法が提供される。かかる方法は、データを有する信号ビーム及び参照ビームを同時に用いてホログラフィック記録媒体をパターン化し、それによって光化学的活性染料を部分的に光生成物に転化させる段階と、信号ビーム中のデータをホログラフィック記録媒体中にホログラムとして記憶する段階と、ホログラフィック記録媒体を読取りビームに接触させ、ホログラムからの回折光に含まれるデータを読み取る段階とを含んでいる。ホログラフィック記録媒体は光学的透明基板を含んでいる。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料と光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。
【００１１】
一実施形態では、ホログラフィック記録物品中のホログラフィック記録媒体を、第１の波長を有する電磁放射に暴露する段階と、光化学的活性染料の１種以上の光生成物、及びホログラムとして記憶された１以上の光学的に読取り可能なデータを含む改質された光学的透明基板を形成する段階と、物品中のホログラフィック記録媒体を、第２の波長を有する電磁エネルギーに接触させてホログラムを読み取る段階とを含んでなる方法が提供される。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板は、約２０％を超える回折効率を有している。
【００１２】
一実施形態では、光学的透明基板のフィルム又は射出成形品を形成する段階を含んでなる方法が提供される。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。
【００１３】
一実施形態では、ホログラフィック記録媒体が提供される。ホログラフィック記録媒体は光学的透明基板を含んでいる。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長を有する入射光で照射してホログラムを書き込んだ場合に１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、ホログラフィック記録媒体に関する実施形態を含んでいる。本発明は、ホログラフィック記録媒体を製造し使用する方法に関する実施形態を含んでいる。
【００１５】
一実施形態では、ホログラフィック記録媒体が提供される。ホログラフィック記録媒体は光学的透明基板を含んでいる。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。
【００１６】
一実施形態では、ホログラフィック記録媒体は約１を超えるデータ記憶容量を有し得る。本明細書中で定義されるデータ記憶容量という語句は、Ｍ／＃で与えられるホログラフィック記録媒体の容量に関する。Ｍ／＃は、所定の回折効率でデータ記録媒体の体積素子に記録できる多重化ホログラムの総数の関数として測定できる。Ｍ／＃は、屈折率変化（Δｎ）、媒体の厚さ及び染料濃度のような様々なパラメーターに依存する。これらの用語は本明細書中でさらに詳しく説明される。Ｍ／＃は、下記の式１に示すように定義される。
【００１７】
【数１】
2010061109.tif 000002
【００１８】
式中、ηiはｉ番目のホログラムの回折効率であり、Ｎは記録されたホログラムの数である。選択された波長（例えば、５３２ｎｍ又は４０５ｎｍ）で試験試料に関するＭ／＃を測定するための実験装置では、コンピューターによって制御される回転ステージ上に試験試料が配置される。回転ステージは、高い角解像度（例えば、約０．０００１度）を有している。Ｍ／＃測定は２つの段階、即ち記録及び読出しを含んでいる。記録時には、同一試料上の同一位置に複数の平面波ホログラムが記録される。平面波ホログラムは、信号ビーム及び参照ビームによって生み出される記録干渉パターンである。信号ビーム及び参照ビームは互いにコヒーレントである。これらは共に、同一の電力及びビームサイズを有し、試料上の同一位置に入射し、同一方向に偏光された平面波である。試料を回転させることで複数の平面波ホログラムが記録される。２つの隣接したホログラム間の角間隔は約０．２度である。この間隔は、追加のホログラムを多重化した場合に以前に記録したホログラムへの影響が最小になると同時に、媒体の全容量の使用が効率的になるように選択されている。Ｍ／＃測定では、各ホログラムに関する記録時間は一般に同一である。読出し時には、信号ビームは遮断される。参照ビーム及び増幅光検出器を用いて回折信号が測定される。約０．００４度のステップサイズで記録角度範囲にわたって試料を回転させることで回折出力が測定される。読出しのために使用される参照ビームの電力は、記録時に使用されるものより約２〜３桁小さいことがある。これは、測定可能な回折信号を維持しながら読出しに際してのホログラム消去を最小限に抑えるためである。回折信号からは、ホログラム記録角における回折ピークに基づいて多重化ホログラムを識別できる。次いで、下記の式２を用いてｉ番目のホログラムの回折効率（ηi）が計算される。
【００１９】
【数２】
2010061109.tif 000003
【００２０】
式中、ηi,diffractedはｉ番目のホログラムの回折出力である。次に、ホログラムの回折効率及び式１を用いてＭ／＃が計算される。このように、ホログラフィック平面波特性決定システムを用いてデータ記録材料（特に多重化ホログラム）の特性を試験できる。さらに、回折効率を測定することによってもデータ記録材料の特性を決定できる。
【００２１】
本明細書中で使用する「体積素子」という用語は、光学的透明基板又は改質された光学的透明基板の全体積の三次元的な一部分を意味する。
【００２２】
本明細書中で使用する「光学的透明基板」という用語は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長を有する入射光の少なくとも一部を透過させ得る基板を意味する。
【００２３】
本明細書中で定義される「光学的に読取り可能なデータ」という用語は、第１の光学的透明基板又は改質された光学的透明基板の体積素子であって、記憶すべきデータの「ホログラム」を含む１以上の体積素子から構成されるものをいう。電磁放射に暴露されていない体積素子の場合、或いは光化学的活性染料が体積素子全体にわたって同じ程度に反応した体積素子の場合のように、個々の体積素子内の屈折率は体積素子全体にわたって一定であることがある。ホログラフィックデータ書込みプロセス中に電磁放射に暴露された若干の体積素子は、複雑なホログラフィックパターンを含むことがある。そして、体積素子内の屈折率は体積素子を横切って変化することがある。体積素子内の屈折率が体積素子を横切って変化する場合、体積素子は、照射前の対応する体積素子の屈折率と比較できる「平均屈折率」を有すると見なすのが好都合である。かくして、一実施形態では、光学的に読取り可能なデータは、照射前の光学的透明基板の対応する体積素子の屈折率と異なる屈折率を有する１以上の体積素子を含んでいる。データ記憶は、離散した段階的な変化ではなくなだらかな変化（連続した正弦的変化）をなすようにデータ記録媒体の屈折率を局部的に変化させ、次いで誘起された変化を回折光学要素として使用することで達成される。
【００２４】
データをホログラムとして記憶する容量（Ｍ／＃）は、データを読み取るために使用する波長での単位染料密度当たりの屈折率変化（Δｎ／Ｎ0）とデータをホログラムとして書き込むために使用する所定波長での吸収断面積（σ）との比に正比例し得る。単位染料密度当たりの屈折率変化は、照射前の体積素子の屈折率から照射後の同じ体積素子の屈折率を引いた差と染料分子の密度との比で与えられる。単位染料密度当たりの屈折率変化は（ｃｍ）3の単位を有している。かくして、一実施形態では、光学的に読取り可能なデータは、１以上の体積素子の単位染料密度当たりの屈折率変化と光化学的活性染料の吸収断面積との比がセンチメートル単位で表して約１０-5以上である１以上の体積素子を含んでいる。
【００２５】
感度（Ｓ）は、一定量の光フルエンス（Ｆ）を用いて記録されたホログラムの回折効率の尺度である。光フルエンス（Ｆ）は、光強度（Ｉ）と記録時間（ｔ）との積で与えられる。数学的には、感度は下記の式３で表すことができる。
【００２６】
【数３】
2010061109.tif 000004
【００２７】
式中、「Ｉ」は記録ビームの強度であり、「ｔ」は記録時間であり、Ｌは記録媒体（又はデータ記憶媒体）（例えば、ディスク）の厚さであり、ηは回折効率である。回折効率は下記の式４で与えられる。
【００２８】
【数４】
2010061109.tif 000005
【００２９】
式中、λは記録媒体中における光の波長であり、θは媒体中における記録角であり、Δｎは染料分子が光化学的転化を受ける記録プロセスによって生み出される回折格子の屈折率コントラストである。
【００３０】
吸収断面積は、原子又は分子が規定波長の光を吸収する能力の測定値であり、平方センチメートル／分子の単位で測定される。それは一般にσ(λ)で表され、光学的に薄い試料に関しては下記の式５で示されるようにベール−ランベルトの法則で支配される。
【００３１】
【数５】
2010061109.tif 000006
【００３２】
式中、Ｎ0は立方センチメートル当たりの分子数単位の濃度であり、Ｌはセンチメートル単位の試料厚さである。
【００３３】
量子効率（ＱＥ）は、所定波長の各吸収光子に関する光化学的遷移の確率の尺度である。即ち、それは所定の光化学的転化（漂白過程ともいう）を達成するために入射光が使用される効率の尺度を与える。ＱＥは下記の式６で与えられる。
【００３４】
【数６】
2010061109.tif 000007
【００３５】
式中、「ｈ」はプランク定数であり、「ｃ」は光速であり、σ(λ)は波長λでの吸収断面積であり、Ｆ0は漂白フルエンスである。パラメーターＦ0は、光の強度（Ｉ）と漂白過程を特徴づける時定数（τ）との積で与えられる。
【００３６】
一実施形態では、光学的透明基板は約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有し得る。一実施形態では、厚さにかかわりなく、光学的透明基板の吸光度は約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で約１．０〜約１．１、約１．１〜約１．２、約１．２〜約２．０或いはそれ以上の範囲内にある。一実施形態では、光学的透明基板は約３００〜約５００ｎｍ、約５００〜約７００ｎｍ又は約７００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有し得る。
【００３７】
一実施形態では、存在する光化学的活性染料の量は約０．１〜約８重量％の範囲内にある。一実施形態では、存在する光化学的活性染料の量は約２．５〜約３重量％、約３〜約３．５重量％、約３．５〜約４重量％、約４〜約４．５重量％又は約４．５〜約５重量％の範囲内にある。
【００３８】
一実施形態では、光学的透明基板は約２０μｍを超える厚さを有する。一実施形態では、約２０〜約５０μｍ、約５０〜約１００μｍ、約１００〜約１５０μｍ、約１５０〜約２００μｍ、約２００〜約２５０μｍ、約２５０〜約３００μｍ、約３００〜約３５０μｍ、約３５０〜約４００μｍ、約４００〜約４５０μｍ、約４５０〜約５００μｍ、約５００〜約５５０μｍ、約５５０〜約６００μｍ或いはそれ以上の厚さを有する。
【００３９】
光化学的活性染料は、最大吸収に関連する中心波長及び５００ｎｍ未満のスペクトル幅（最大値の半値における全幅、ＦＷＨＭ）によって特徴づけられる光学吸収共鳴を有する染料分子として記述できる。加えて、光化学的活性染料分子は、吸収範囲内の波長を有する光に暴露された場合に部分的な光誘起化学反応を受けて１種以上の光生成物を生じる。様々な実施形態では、この反応は、酸化、還元又は結合切断による小さい成分の生成のような光分解反応、或いは例えばシグマトロピー転位のような分子転位、或いはペリ環状付加環化をはじめとする付加反応であり得る。かくして、一実施形態では、改質された光学的透明基板中で光生成物が（例えば、なだらかな変化をなしながら）パターン化されて１以上の光学的に読取り可能なデータを生じるホログラムの形態でデータ記憶を達成できる。
【００４０】
様々な実施形態では、光化学的活性染料（以後は時に「染料」という）は、光への暴露時に染料の屈折率を変化させる能力、光が屈折率変化を生み出す効率、及び染料が最大吸収を示す波長とデータの記憶及び／又は読取りのために使用する（１以上の）所望波長との間隔を含むいくつかの特性に基づいて選択し使用することができる。光化学的活性染料の選択は、ホログラフィック記録媒体の感度（Ｓ）、光化学的活性染料の濃度（Ｎ0）、記録波長での染料の吸収断面積（σ）、染料の光化学的転化の量子効率（ＱＥ）、及び単位染料密度当たりの染料分子の屈折率変化（即ち、Δｎ／Ｎ0）のような多くの因子に依存する。これらの因子のうち、ＱＥ、Δｎ／Ｎ0及びσは、感度（Ｓ）及び情報記憶容量（Ｍ／＃）に影響を及ぼす重要な因子である。一実施形態では、単位染料密度当たりの高い屈折率変化（Δｎ／Ｎ0）、光化学的転化段階での高い量子効率、及び光化学的転化のために使用する電磁放射の波長での高い吸収断面積を示す光化学的活性染料が選択される。
【００４１】
一実施形態では、光化学的活性染料は電磁放射による読取り及び書込みが可能なものであり得る。一実施形態では、化学線（即ち、約３００〜約１０００ｎｍの波長を有する放射）を用いて（信号ビームでの）書込み及び（読取りビームでの）読取りができる染料を使用することが望ましい。書込み及び読取りを実施し得る波長は、約３００〜約８００ｎｍの範囲内にある得る。一実施形態では、書込み及び読取りは約４００〜約５００ｎｍの波長、約５００〜約５５０ｎｍの波長、又は約５５０〜約６００ｎｍの波長で実施される。一実施形態では、読取り波長は、書込み波長に対して最小ｎｍから約４００ｎｍまでの量だけシフトしている。書込み及び読取りを実施する例示的な波長は、約４０５ｎｍ及び約５３２ｎｍである。
【００４２】
本明細書中で使用する「芳香族基」という用語は、１以上の芳香族原子団を含む原子価１以上の原子配列をいう。１以上の芳香族原子団を含む原子価１以上の原子配列は、窒素、硫黄、セレン、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。本明細書中で使用する「芳香族基」という用語は、特に限定されないが、フェニル基、ピリジル基、フラニル基、チエニル基、ナフチル基、フェニレン基及びビフェニル基を包含する。上述の通り、芳香族基は１以上の芳香族原子団を含む。芳香族原子団は常に４ｎ＋２（式中、「ｎ」は１以上の整数である。）の「非局在化」電子を有する環状構造であり、フェニル基（ｎ＝１）、チエニル基（ｎ＝１）、フラニル基（ｎ＝１）、ナフチル基（ｎ＝２）、アズレニル基（ｎ＝２）、アントラセニル基（ｎ＝３）などで例示される。芳香族基はまた、非芳香族成分も含み得る。例えば、ベンジル基はフェニル環（芳香族原子団）及びメチレン基（非芳香族成分）を含む芳香族基である。同様に、テトラヒドロナフチル基は非芳香族成分−(ＣＨ2)4−に縮合した芳香族原子団（Ｃ6Ｈ3）を含む芳香族基である。便宜上、本明細書中での「芳香族基」という用語は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、ハロ芳香族基、共役ジエニル基、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルフェニル基はメチル基を含むＣ7芳香族基であり、メチル基がアルキル基である官能基である。同様に、２−ニトロフェニル基はニトロ基を含むＣ6芳香族基であり、ニトロ基が官能基である。芳香族基は、４−トリフルオロメチルフェニル、ヘキサフルオロイソプロピリデンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ(ＣＦ3)2ＰｈＯ−）、４−クロロメチルフェン−１−イル、３−トリフルオロビニル−２−チエニル、３−トリクロロメチルフェン−１−イル（即ち、３−ＣＣｌ3Ｐｈ−）、４−（３−ブロモプロプ−１−イル）フェン−１−イル（即ち、４−ＢｒＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｐｈ−）などのハロゲン化芳香族基を包含する。芳香族基のさらに他の例には、４−アリルオキシフェン−１−オキシ、４−アミノフェン−１−イル（即ち、４−Ｈ2ＮＰｈ−）、３−アミノカルボニルフェン−１−イル（即ち、ＮＨ2ＣＯＰｈ−）、４−ベンゾイルフェン−１−イル、ジシアノメチリデンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ(ＣＮ)2ＰｈＯ−）、３−メチルフェン−１−イル、メチレンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣＨ2ＰｈＯ−）、２−エチルフェン−１−イル、フェニルエテニル、３−ホルミル−２−チエニル、２−ヘキシル−５−フラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈ(ＣＨ2)6ＰｈＯ−）、４−ヒドロキシメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ2Ｐｈ−）、４−メルカプトメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ2Ｐｈ−）、４−メチルチオフェン−１−イル（即ち、４−ＣＨ3ＳＰｈ−）、３−メトキシフェン−１−イ���、２−メトキシカルボニルフェン−１−イルオキシ（例えば、メチルサリチル）、２−ニトロメチルフェン−１−イル（即ち、２−ＮＯ2ＣＨ2Ｐｈ）、３−トリメチルシリルフェン−１−イル、４−ｔ−ブチルジメチルシリルフェン−１−イル、４−ビニルフェン−１−イル、ビニリデンビス（フェニル）などがある。「Ｃ3〜Ｃ10芳香族基」という用語は、３以上で１０以下の炭素原子を含む芳香族基を包含する。芳香族基１−イミダゾリル（Ｃ3Ｈ2Ｎ2−）はＣ3芳香族基を代表する。ベンジル基（Ｃ7Ｈ7−）はＣ7芳香族基を代表する。
【００４３】
本明細書中で使用する「脂環式基」という用語は、環状であるが芳香族でない原子配列を含む原子価１以上の基をいう。本明細書中で定義される「脂環式基」は、芳香族原子団を含まない。「脂環式基」は１以上の非環式成分を含み得る。例えば、シクロヘキシルメチル基（Ｃ6Ｈ11ＣＨ2−）は、シクロヘキシル環（環状であるが芳香族でない原子配列）及びメチレン基（非環式成分）を含む脂環式基である。脂環式基は、窒素、硫黄、セレン、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。便宜上、本明細書中での「脂環式基」という用語は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、共役ジエニル基、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルシクロペント−１−イル基はメチル基を含むＣ6脂環式基であり、メチル基がアルキル基である官能基である。同様に、２−ニトロシクロブト−１−イル基はニトロ基を含むＣ4脂環式基であり、ニトロ基が官能基である。脂環式基は、同一又は相異なるものであってよい１以上のハロゲン原子を含み得る。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂環式基には、２−トリフルオロメチルシクロヘキス−１−イル、４−ブロモジフルオロメチルシクロオクト−１−イル、２−クロロジフルオロメチルシクロヘキス−１−イル、ヘキサフルオロイソプロピリデン−２，２−ビス（シクロヘキス−４−イル）（即ち、−Ｃ6Ｈ10Ｃ(ＣＦ3)2Ｃ6Ｈ10−）、２−クロロメチルシクロヘキス−１−イル、３−ジフルオロメチレンシクロヘキス−１−イル、４−トリクロロメチルシクロヘキス−１−イルオキシ、４−ブロモジクロロメチルシクロヘキス−１−イルチオ、２−ブロモエチルシクロペント−１−イル、２−ブロモプロピルシクロヘキス−１−イルオキシ（例えば、ＣＨ3ＣＨＢｒＣＨ2Ｃ6Ｈ10Ｏ−）などがある。脂環式基のさらに他の例には、４−アリルオキシシクロヘキス−１−イル、４−アミノシクロヘキス−１−イル（即ち、Ｈ2ＮＣ6Ｈ10−）、４−アミノカルボニルシクロペント−１−イル（即ち、ＮＨ2ＣＯＣ5Ｈ8−）、４−アセチルオキシシクロヘキス−１−イル、２，２−ジシアノイソプロピリデンビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ6Ｈ10Ｃ(ＣＮ)2Ｃ6Ｈ10Ｏ−）、３−メチルシクロヘキス−１−イル、メチレンビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ6Ｈ10ＣＨ2Ｃ6Ｈ10Ｏ−）、１−エチルシクロブト−１−イル、シクロプロピルエテニル、３−ホルミル−２−テトラヒドロフラニル、２−ヘキシル−５−テトラヒドロフラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ6Ｈ10(ＣＨ2)6Ｃ6Ｈ10Ｏ−）、４−ヒドロキシメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、４−メルカプトメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、４−メチルチオシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＣＨ3ＳＣ6Ｈ10−）、４−メトキシシクロヘキス−１−イル、２−メトキシカルボニルシクロヘキス−１−イルオキシ（２−ＣＨ3ＯＣＯＣ6Ｈ10Ｏ−）、４−ニトロメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、ＮＯ2ＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、３−トリメチルシリルシクロヘキス−１−イル、２−ｔ−ブチルジメチルシリルシクロペント−１−イル、４−トリメトキシシリルエチルシクロヘキス−１−イル（例えば、(ＣＨ3Ｏ)3ＳｉＣＨ2ＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、４−ビニルシクロヘキセン−１−イル、ビニリデンビス（シクロヘキシル）などがある。「Ｃ3〜Ｃ10脂環式基」という用語は、３以上で１０以下の炭素原子を含む脂環式基を包含する。脂環式基２−テトラヒドロフラニル（Ｃ4Ｈ7Ｏ−）はＣ4脂環式基を代表する。シクロヘキシルメチル基（Ｃ6Ｈ11ＣＨ2−）はＣ7脂環式基を代表する。
【００４４】
本明細書中で使用する「脂肪族基」という用語は、環状でない線状又は枝分れ原子配列からなる原子価１以上の有機基をいう。脂肪族基は１以上の炭素原子を含むものと定義される。脂肪族基をなす原子配列は、窒素、硫黄、ケイ素、セレン及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。便宜上、本明細書中での「脂肪族基」という用語は、「環状でない線状又は枝分れ原子配列」の一部として、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、共役ジエニル基、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルペント−１−イル基はメチル基を含むＣ6脂肪族基であり、メチル基がアルキル基である官能基である。同様に、４−ニトロブト−１−イル基はニトロ基を含むＣ4脂肪族基であり、ニトロ基が官能基である。脂肪族基は、同一又は相異なるものであってよい１以上のハロゲン原子を含むハロアルキル基であり得る。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂肪族基には、ハロゲン化アルキルであるトリフルオロメチル、ブロモジフルオロメチル、クロロジフルオロメチル、ヘキサフルオロイソプロピリデン、クロロメチル、ジフルオロビニリデン、トリクロロメチル、ブロモジクロロメチル、ブロモエチル、２−ブロモトリメチレン（例えば、−ＣＨ2ＣＨＢｒＣＨ2−）などがある。脂肪族基のさらに他の例には、アリル、アミノカルボニル（即ち、−ＣＯＮＨ2）、カルボニル、２，２−ジシアノイソプロピリデン（即ち、−ＣＨ2Ｃ(ＣＮ)2ＣＨ2−）、メチル（即ち、−ＣＨ3）、メチレン（即ち、−ＣＨ2−）、エチル、エチレン、ホルミル（即ち、−ＣＨＯ）、ヘキシル、ヘキサメチレン、ヒドロキシメチル（即ち、−ＣＨ2ＯＨ）、メルカプトメチル（即ち、−ＣＨ2ＳＨ）、メチルチオ（即ち、−ＳＣＨ3）、メチルチオメチル（即ち、−ＣＨ2ＳＣＨ3）、メトキシ、メトキシカルボニル（即ち、ＣＨ3ＯＣＯ−）、ニトロメチル（即ち、−ＣＨ2ＮＯ2）、チオカルボニル、トリメチルシリル（即ち、(ＣＨ3)3Ｓｉ−）、ｔ−ブチルジメチルシリル、３−トリメトキシシリルプロピル（即ち、(ＣＨ3Ｏ)3ＳｉＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−）、ビニル、ビニリデンなどがある。さらに他の例としては、Ｃ1〜Ｃ10脂肪族基は１以上で１０以下の炭素原子を含む。メチル基（即ち、ＣＨ3−）はＣ1脂肪族基の例である。デシル基（即ち、ＣＨ3(ＣＨ2)9−）はＣ10脂肪族基の例である。
【００４５】
一実施形態では、光化学的活性染料はビシナルジアリールエテンであり得る。一実施形態では、光化学的活性染料はビシナルジアリールエテンから導かれる光生成物であり得る。一実施形態では、光化学的活性染料はニトロンであり得る。一実施形態では、光化学的活性染料はニトロスチルベンであり得る。ビシナルジアリールエテン、ニトロン、ビシナルジアリールエテンから導かれる光生成物、及びニトロスチルベンからなる群から選択される２種以上のメンバーを含む任意の組合せも使用できる。
【００４６】
例示的な１群のビシナルジアリールエテン化合物は、下記の式Ｉで表される構造で示される。
【００４７】
【化１】
2010061109.tif 000008
【００４８】
式中、「ｅ」は０又は１であり、Ｒ1は結合、酸素原子、置換窒素原子、硫黄原子、セレン原子、二価Ｃ1〜Ｃ20脂肪族基、ハロゲン化二価Ｃ1〜Ｃ20脂肪族基、二価Ｃ3〜Ｃ20脂環式基、ハロゲン化二価Ｃ1〜Ｃ20脂環式基又は二価Ｃ2〜Ｃ30芳香族基であり、Ａｒ1及びＡｒ2は各々独立にＣ2〜Ｃ40芳香族基又はＣ2〜Ｃ40ヘテロ芳香族基であり、Ｚ1及びＺ2は独立に結合、水素原子、一価Ｃ1〜Ｃ20脂肪族基、二価Ｃ1〜Ｃ20脂肪族基、一価Ｃ3〜Ｃ20脂環式基、二価Ｃ3〜Ｃ20脂環式基、一価Ｃ2〜Ｃ30芳香族基又は二価Ｃ2〜Ｃ30芳香族基である。下記表１中に、式Ｉで表される化学種に包含される個々のビシナルジアリールエテン化合物を例示する。表中に示した例示的な構造では、芳香族基Ａｒ1及びＡｒ2の各々は同一であり、基Ｚ1及びＺ2も同様である。当業者であれば、Ａｒ1は構造的にＡｒ2と異なっていてもよく、またＺ1は構造的にＺ2と異なっていてもよく、かかる化学種は式Ｉの範囲内に包含されかつ特許請求の範囲内に含まれ得る。
【００４９】
【表１】
2010061109.tif 000009
【００５０】
一実施形態では、ｅは０であり、Ｚ1及びＺ2は独立にＣ1〜Ｃ5アルキル、Ｃ1〜Ｃ5ペルフルオロアルキル又はＣＮである。さらに別の実施形態では、ｅは１であり、Ｚ1及びＺ2は独立にＣＨ2、ＣＦ2又はＣ＝Ｏである。さらに別の実施形態では、Ａｒ1及びＡｒ2は各々独立に、フェニル、アントラセニル、フェナントレニル、ピリジニル、ピリダジニル、１Ｈ−フェナレニル及びナフチルからなる群から選択される芳香族基である。これらの基は１以上の置換基で任意に置換されていてよく、置換基は各々独立にＣ1〜Ｃ3アルキル、Ｃ1〜Ｃ3ペルフルオロアルキル、Ｃ1〜Ｃ3アルコキシ又はフッ素である。さらに別の実施形態では、Ａｒ1及びＡｒ2の１以上は、下記の構造ＩＩ、ＩＩＩ及びＩＶからなる群から選択される１種以上の芳香族部分を含んでいる。
【００５１】
【化２】
2010061109.tif 000010
【００５２】
式中、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は水素、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、Ｃ1〜Ｃ10脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ10脂環式基又はＣ2〜Ｃ10芳香族基であり、Ｒ7は各々独立にハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、Ｃ1〜Ｃ10脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ10脂環式基又はＣ2〜Ｃ10芳香族基であり、「ｂ」は０〜４（両端を含む）の整数であり、Ｘ及びＹは硫黄、セレン、酸素、ＮＨ、及びＣ1〜Ｃ10脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ10脂環式基又はＣ2〜Ｃ10芳香族基で置換された窒素からなる群から選択され、ＱはＣＨ又はＮである。一実施形態では、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6の１以上は水素、フッ素、塩素、臭素、Ｃ1〜Ｃ3アルキル、Ｃ1〜Ｃ3ペルフルオロアルキル、シアノ、フェニル、ピリジル、イソキサゾリル及び−ＣＨＣ(ＣＮ)2からなる群から選択される。
【００５３】
前述の通り、好ましい光化学的活性染料は、大きい屈折率変化、光化学的転化段階における高い量子効率、及び光化学的転化のために使用する電磁放射の波長での小さい吸収断面積を示すものである。好適な光化学的活性染料のかかる一例は、下記の式Ｖを有するビシナルジアリールエテン、即ち１，２−ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−５−メチルチエン−４−イル｝−３，３，４，４，５，５−ヘキサフルオロシクロペント−１−エンによって示される。
【００５４】
【化３】
2010061109.tif 000011
【００５５】
ビシナルジアリールエテンＶは、それが分子内で環化する約６００ｎｍの波長で約１のＵＶ吸光度を示すと共に、環化段階に関して約０．８の高いＱＥを示す。ビシナルジアリールエテンＶはまた、上記表１中に例Ｉ−１として示されている。この場合、一般構造Ｉにおいて、Ｒ１はペルフルオロトリメチレン基であり、「ｅ」は１であり、Ｚ1及びＺ2はそれぞれ結合であり、Ａｒ1及びＡｒ2はそれぞれ２−（４−メトキシフェニル）−５−メチルチエン−４−イル部分である。
【００５６】
光化学的活性染料として使用できる好適なビシナルジアリールエテンの他の例には、ジアリールペルフルオロシクロペンテン、ジアリールマレイン酸無水物、ジアリールマレイミド、又は上述のジアリールエテンの１種以上を含む組合せがある。ビシナルジアリールエテンは、当技術分野で公知の方法を用いて製造できる。
【００５７】
ビシナルジアリールエテンは、光のような化学線（即ち、光化学反応を引き起こすことができる放射）の存在下で反応させることができる。一実施形態では、例示的なビシナルジアリールエテンは、下記の式７に従って光（ｈν）の存在下で可逆環化反応を受けることができる。
【００５８】
【化４】
2010061109.tif 000012
【００５９】
式中、Ｘ、Ｚ、Ｒ1及び「ｅ」は上述の意味を有する。環化反応は、ホログラムを形成するために使用できる。ホログラムは、放射を用いて環化反応又は逆の開環反応を生起させることで形成できる。かくして、一実施形態では、ビシナルジアリールエテンから導かれる光生成物を光化学的活性染料として使用できる。ビシナルジアリールエテンから導かれるこのような光生成物は、下記の式ＶＩで表すことができる。
【００６０】
【化５】
2010061109.tif 000013
【００６１】
式中、「ｅ」、Ｒ1、Ｚ1及びＺ2は式Ｉを有するビシナルジアリールエテンに関して記載した通りであり、Ａ及びＢは縮合環であり、Ｒ8及びＲ9は各々独立に水素原子、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基である。縮合環Ａ及びＢの一方又は両方は、ヘテロ原子を含まない炭素環を含み得る。一実施形態では、縮合環Ａ及びＢは酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される１種以上のヘテロ原子を含み得る。式ＶＩの範囲内に含まれる化合物の非限定的な例には、下記の化合物ＶＩＩ及びＶＩＩＩがある。
【００６２】
【化６】
2010061109.tif 000014
【００６３】
式中、Ｒ10は各々独立に水素原子、メトキシ基又はトリフルオロメチル基である。
【００６４】
ホログラフィック記録媒体を製造するための光化学的活性染料としてニトロンが使用できる。例示的なニトロンは、下記の式ＩＸで表されるアリールニトロン構造を有し得る。
【００６５】
【化７】
2010061109.tif 000015
【００６６】
式中、Ａｒ3は芳香族基であり、Ｒ11、Ｒ12及びＲ13の各々は水素原子、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ14は脂肪族基（例えば、イソプロピル）又は芳香族基であり、「ｎ」は０〜４の値を有する整数である。一実施形態では、Ｒ14基は次式の基からなる群から選択される１以上の電子吸引性置換基を含んでいる。
【００６７】
【化８】
2010061109.tif 000016
【００６８】
式中、Ｒ15〜Ｒ17は独立にＣ1〜Ｃ10脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ10脂環式基又はＣ2〜Ｃ10芳香族基である。
【００６９】
式ＩＸからわかる通り、ニトロンはα−アリール−Ｎ−アリールニトロン、又はアリール基とα−炭素原子との間に共役結合が存在するそれの共役類似体であり得る。α−アリール基は、多くの場合、大抵はアルキル基が１〜約４の炭素原子を含むジアルキルアミノ基で置換されている。ニトロンの好適で非限定的な例には、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−クロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−カルベトキシフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−アセチルフェニル）ニトロン、α−（４−ジメチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−シアノフェニル）ニトロン、α−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−（４−シアノフェニル）ニトロン、α−（９−ユロリジニル）−Ｎ−フェニルニトロン、α−（９−ユロリジニル）−Ｎ−（４−クロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジメチルアミノ）スチリル−Ｎ−フェニルニトロン、α−スチリル−Ｎ−フェニルニトロン、α−［２−（１，１−ジフェニルエテニル）］−Ｎ−フェニルニトロン、α−［２−（１−フェニルプロペニル）］−Ｎ−フェニルニトロン、２，５−チオフェン−ビス−２−エチルヘキシルエステルフェニルジニトロン、及び上述のニトロンの１種以上を含む組合せがある。一実施形態では、光化学的活性染料はα−（４−ジメチルアミノ）スチリル−Ｎ−フェニルニトロンである。一実施形態では、光化学的活性染料は２，５−チオフェン−ビス−２−エチルヘキシルエステルフェニルジニトロンである。
【００７０】
一実施形態では、光化学的活性染料はニトロスチルベン化合物である。ニトロスチルベン化合物は、４−ジメチルアミノ−２′，４′−ジニトロスチルベン、４−ジメチルアミノ−４′−シアノ−２′−ニトロスチルベン、４−ヒドロキシ−２′，４′−ジニトロスチルベンなどによって例示される。ニトロスチルベンは、シス異性体、トランス異性体、又はシス異性体とトランス異性体との混合物であり得る。かくして、一実施形態では、ホログラフィック記録媒体を製造するために有用な光化学的活性染料は、４−ジメチルアミノ−２′，４′−ジニトロスチルベン、４−ジメチルアミノ−４′−シアノ−２′−ニトロスチルベン、４−ヒドロキシ−２′，４′−ジニトロスチルベン、４−メトキシ−２′，４′−ジニトロスチルベン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−クロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−カルベトキシフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−アセチルフェニル）ニトロン、α−（４−ジメチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−シアノフェニル）ニトロン、α−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−（４−シアノフェニル）ニトロン、α−（９−ユロリジニル）−Ｎ−フェニルニトロン、α−（９−ユロリジニル）−Ｎ−（４−クロロフェニル）ニトロン、α−［２−（１，１−ジフェニルエテニル）］−Ｎ−フェニルニトロン及びα−［２−（１−フェニルプロペニル）］−Ｎ−フェニルニトロンからなる群から選択される１種以上のメンバーを含んでいる。
【００７１】
電磁放射に暴露されると、ニトロンは単分子環化を受け、下記の式Ｘで表されるオキサジリジンになる。
【００７２】
【化９】
2010061109.tif 000017
【００７３】
式中、Ａｒ3、Ｒ11〜Ｒ14及びｎは式ＩＸに関して上述したものと同じ意味を有する。
【００７４】
ホログラフィック記録媒体の製造で使用する光学的透明基板は、ホログラフィック記録材料中のデータを読取り可能にするのに十分な光学的品質（例えば、低い散乱、低い複屈折、及び対象波長での無視できる損失）を有する任意のプラスチック材料を含み得る。例えば、オリゴマー、ポリマー、デンドリマー、イオノマー、コポリマー（例えば、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、グラフトコポリマー、スターブロックコポリマーなど）或いは上述のポリマーの１種以上を含む組合せのような有機ポリマー材料が使用できる。熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーが使用できる。好適な熱可塑性ポリマーの例には、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリアリーレート、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリアリーレンエーテル、ポリエーテル、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルなど、或いは上述の熱可塑性ポリマーの１種以上を含む組合せがある。好適な熱可塑性ポリマーのさらに若干の使用可能な例には、特に限定されないが、非晶質及び半結晶質熱可塑性ポリマー並びにポリマーブレンド、例えば、ポリ塩化ビニル、線状及び環状ポリオレフィン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレンなど、水素化ポリスルホン、ＡＢＳ樹脂、水素化ポリスチレン、シンジオタクチック及びアタクチックポリスチレン、ポリシクロヘキシルエチレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、スチレン−無水マレイン酸コポリマーなど、ポリブタジエン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、メチルメタクリレート−ポリイミドコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル（特に限定されないが、２，６−ジメチルフェノールから導かれるもの及び２，３，６−トリメチルフェノールとのコポリマーを含む）など、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリ酢酸ビニル、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、芳香族ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン及びポリ塩化ビニリデンがある。
【００７５】
若干の実施形態では、本明細書中に開示される方法で基板として使用する熱可塑性ポリマーはポリカーボネートからなる。ポリカーボネートは、芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート、又は芳香族構造単位及び脂肪族構造単位の両方を含むポリカーボネートであり得る。
【００７６】
本明細書中で使用する「ポリカーボネート」という用語は、下記式ＸＩの構造単位を有する組成物を包含する。
【００７７】
【化１０】
2010061109.tif 000018
【００７８】
式中、Ｒ15は脂肪族基、芳香族基又は脂環式基である。一実施形態では、ポリカーボネートは下記式ＸＩＩの構造単位を含んでいる。
【００７９】
【化１１】
2010061109.tif 000019
【００８０】
式中、Ａ1及びＡ2の各々は単環式二価アリール基であり、Ｙ1はＡ1とＡ2とを隔てる０、１つ又は２つの原子を有する橋かけ基である。例示的な実施形態では、１つの原子がＡ1とＡ2とを隔てている。かかる基の非限定的な例には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ(Ｏ)−、−Ｓ(Ｏ)2−、−Ｃ(Ｏ)−、メチレン、シクロヘキシル−メチレン、２−エチリデン、イソプロピリデン、ネオペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロペンタデシリデン、シクロドデシリデン及びアダマンチリデンがある。かかるビスフェノール化合物の若干の例は、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルフェニルエーテルなどのビス（ヒドロキシアリール）エーテル、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルフィドなどのビス（ヒドロキシジアリール）スルフィド、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホキシドなどのビス（ヒドロキシジアリール）スルホキシド、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホンなどのビス（ヒドロキシジアリール）スルホン、及び上述のビスフェノール化合物の１種以上を含む組合せである。一実施形態では、Ａ1とＡ2とを隔てる原子が存在せず、その実例はビフェノールである。橋かけ基Ｙ1は、例えばメチレン、シクロヘキシリデン又はイソプロピリデンのような炭化水素基或いはアリール橋かけ基であり得る。
【００８１】
ポリカーボネートを製造するためには、当技術分野で公知のジヒドロキシ芳香族化合物のいずれかが使用できる。ジヒドロキシ芳香族化合物の例には、例えば、下記の一般式ＸＩＩＩを有する化合物がある。
【００８２】
【化１２】
2010061109.tif 000020
【００８３】
式中、Ｒ16及びＲ17は各々独立にハロゲン原子或いは脂肪族基、芳香族基又は脂環式基を表し、ａ及びｂは各々独立に０〜４の整数であり、Ｘcは下記の構造ＸＩＶを有する基の１つを表す。
【００８４】
【化１３】
2010061109.tif 000021
【００８５】
式中、Ｒ18及びＲ19は各々独立に水素原子或いは脂肪族基、芳香族基又は脂環式基を表し、Ｒ20は二価炭化水素基である。好適なジヒドロキシ芳香族化合物の若干の非限定的な実例には、二価フェノール、及び米国特許第４２１７４３８号に名称又は構造（一般式若しくは特定式）で開示されているもののようなジヒドロキシ置換芳香族炭化水素がある。比較的安価でありかつ商業的に容易に入手できるという理由により、ビスフェノールＡから導かれる構造単位を含むポリカーボネートが選択できる。構造（ＸＩＩＩ）で表すことができる種類のビスフェノール化合物の具体例の非限定的リストには、下記のものが包含される。即ち、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以後は「ビスフェノールＡ」又は「ＢＰＡ」）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−ｎ−ブタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン（以後は「ＤＭＢＰＡ」）、１，１−ビス（４−ヒドロキシーｔ−ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン、、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、９，９’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、９，９’−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレン、４，４’−ビフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンや１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサン（以後は「ＤＭＢＰＣ」）のようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカンなど、並びに上述のビスフェノール化合物の１種以上を含む組合せである。
【００８６】
ポリカーボネートは、当技術分野で公知の方法のいずれかで製造できる。枝分れポリカーボネート並びに線状ポリカーボネートと枝分れポリカーボネートのブレンドも有用である。一実施形態では、ポリカーボネートはビスフェノールＡを基剤とするものであり得る。一実施形態では、ポリカーボネートの重量平均分子量は約５０００〜約１０００００原子質量単位である。一実施形態では、ポリカーボネートの重量平均分子量は約５０００〜約１００００原子質量単位、約１００００〜２００００原子質量単位、約２００００〜４００００原子質量単位、約４００００〜６００００原子質量単位、約６００００〜８００００原子質量単位又は約８００００〜１０００００原子質量単位である。ホログラフィック記録媒体の形成に適した熱可塑性ポリマーの他の具体例には、ポリカーボネートであるＬｅｘａｎ（登録商標）及び非晶質ポリエーテルイミドであるＵｌｔｅｍ（登録商標）があり、これらはいずれもＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙから商業的に入手できる。
【００８７】
有用な熱硬化性ポリマーの例には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリシロキサン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、及び上述の熱硬化性ポリマーの１種以上を含む組合せからなる群から選択されるものがある。
【００８８】
一実施形態では、光化学的活性染料を他の添加剤と混合して光活性材料を形成できる。かかる添加剤の例には、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、可塑剤、帯電防止剤、離型剤、追加の樹脂、結合剤、発泡剤など、並びに上述の添加剤の組合せがある。一実施形態では、光活性材料はホログラフィック記録媒体を製造するために使用できる。
【００８９】
一実施形態では、ホログラフィック記録媒体が提供される。ホログラフィック記録媒体は光学的透明基板を含んでいる。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。光に暴露されると、光学的透明基板中で光生成物がパターン化されることで、ホログラフィック記録媒体の体積中に含まれる光学的に読取り可能なデータが得られる。
【００９０】
一実施形態では、光学的に読取り可能なデータは、光学的透明基板の対応する体積素子と異なる屈折率を有する体積素子を含んでいる。かかる体積素子は、１種以上の光生成物がパターン化される前の対応する体積素子の屈折率に対する屈折率の変化によって特徴づけることができる。
【００９１】
一実施形態では、ホログラフィック記録媒体が製造される。かかる方法は、光化学的活性染料を含む光学的透明基板を、光学的透明基板が１を超える吸光度を有する約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長の入射光で照射し、その結果として光学的に読取り可能なデータ及び光化学的活性染料の光生成物を含むホログラフィック記録媒体を形成する段階を含んでいる。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有している。
【００９２】
一実施形態では、光学的書込み及び読取り方法が提供される。かかる方法は、データを有する信号ビーム及び参照ビームを同時に用いてホログラフィック記録媒体をパターン化する段階を含んでいる。光化学的活性染料の少なくとも一部が部分的に光生成物に転化される。信号ビームデータはホログラフィック記録媒体中にホログラムとして記憶される。ホログラフィック記録媒体を読取りビームに接触させることで、ホログラムで回折された光に含まれるデータを読み取ることができる。ホログラフィック記録媒体は、本明細書中に開示されるような光学的透明基板を含み得る。
【００９３】
一実施形態では、ホログラフィック記録物品中のホログラフィック記録媒体を、第１の波長を有する電磁放射に暴露する段階と、光化学的活性染料の１種以上の光生成物、及びホログラムとして記憶された１以上の光学的に読取り可能なデータを含む改質れた光学的透明基板を形成する段階と、物品中のホログラフィック記録媒体を、第２の波長を有する電磁エネルギーに接触させてホログラムを読み取る段階とを含んでなる方法が提供される。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録された光学的に読取り可能なデータは、約２０％を超える回折効率を有している。
【００９４】
一実施形態では、第２の波長は第１の波長に対して約０ｎｍから約４００ｎｍまでの範囲内の量だけシフトしている。一実施形態では、第１の波長は第２の波長と同一でない。一実施形態では、第１の波長は第２の波長と同一である。
【００９５】
一実施形態では、光学的透明基板のフィルム、押出品又は射出成形品を形成する段階を含んでなる方法が提供される。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。フィルム形成段階は熱可塑性樹脂の押出しを含み得る。フィルム形成段階は熱可塑性樹脂の成形を含み得る。フィルム形成段階はスピンキャスティングを含み得る。
【００９６】
一実施形態では、ホログラフィック記録媒体が提供される。ホログラフィック記録媒体は光学的透明基板を含んでいる。光学的透明基板は、光学的透明プラスチック材料及び光化学的活性染料を含んでいる。光学的透明基板は、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長を有する入射光で照射してホログラムを書き込んだ場合に１を超える吸光度を有している。光学的透明基板中に記録されたホログラムは、約２０％を超える回折効率を有し得る。
【実施例】
【００９７】
以下の実施例は本発明に係る方法及び実施形態を例示するものであり、したがって特許請求の範囲に制限を加えるものと解すべきでない。特記しない限り、すべての成分は、Ａｌｐｈａ Ａｅｓａｒ，Ｉｎｃ．（ウォードヒル、米国マサチューセッツ州）、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｆｇ．Ｃｏｒｐ．（ガーデナ、米国カリフォルニア州）などの一般の化学薬品供給業者から商業的に入手できる。
【実施例１】
【００９８】
実施例１：染料の製造
段階Ａ：フェニルヒドロキシルアミンの製造
機械的撹拌機、温度計及び窒素入口を備えた１リットル三つ口丸底フラスコに、塩化アンモニウム（２０．７１ｇ、０．３９モル）、脱イオン水（３８０ｍｌ）、ニトロベンゼン（４１．８１ｇ、０．３４モル）及びエタノール（４２０ｍｌ、９５％）を加える。得られた反応混合物を、氷水浴を用いて１５℃に冷却する。亜鉛粉末（４６．８４ｇ、０．７２モル）を、温度が２５℃を超えないようにしながら、少量ずつ約０．５時間にわたって冷却した混合物に添加する。亜鉛の完全な添加後、反応混合物を室温に加温する。加温した混合物を１／２時間撹拌し、次いで濾過して亜鉛塩及び未反応亜鉛を除去する。濾過ケーク（即ち、亜鉛塩）を先ず熱水（約２００ｍｌ）で洗浄し、次いで塩化メチレン（約１００ｍｌ）で洗浄する。濾液を塩化メチレン（約１００ｍｌ）で抽出する。（濾過ケーク洗液及び濾液抽出液から得た）塩化メチレン層を合わせ、ブライン（約１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥し、塩化メチレンを蒸発させる。真空炉内で生成物を約２４時間乾燥させることで、１７．８２ｇのフェニルヒドロキシルアミンを綿毛状の淡黄色固体として得る。
【００９９】
段階Ｂ：α−（４−ジメチルアミノ）スチリル−Ｎ−フェニルニトロンの製造
機械的撹拌機及び窒素入口を備えた１リットルの三つ口丸底フラスコに、フェニルヒドロキシアミン（２７．２８ｇ、０．２５モル）、４−ジメチルアミノシンナムアルデヒド（４３．８１ｇ、０．２５モル）及びエタノール（２５０ｍｌ）を加える。得られた混合物に注射器を用いてメタンスルホン酸（２５０μｌ）を添加する。得られた混合物は、すべての固形分が溶解すると濃い赤色の溶液に変わる。約５分以内に、オレンジ色の固体が生じる。撹拌を容易にするため、混合物にペンタン（約３００ｍｌ）を添加する。固体を濾別し、真空炉内において８０℃で約２４時間乾燥することで、５５．９１ｇのα−（４−ジメチルアミノ）スチリル−Ｎ−フェニルニトロンを鮮やかなオレンジ色の固体として得る。
【実施例２】
【０１００】
実施例２：染料の製造
段階Ａ：４−ヒドロキシアミノ安息香酸２−エチルヘキシルエステルの製造
５００ｍｌの三つ口フラスコに、ｐ−ニトロフェニル−２−エチルヘキシルエステル（１４ｇ）、エタノール（５０ｍｌ）、塩化アンモニウム（３．１ｇ）及び水（５０ｍｌ）を加える。得られた混合物に亜鉛（７．３ｇ）を約０．５時間かけてゆっくりと添加し、得られた混合物を室温で５時間撹拌する。混合物を濾過し、濾過ケークを塩化メチレンで洗浄する。得られた濾液から有機層を分離し、硫酸ナトリウム上で乾燥し、塩化メチレンを蒸発させることで、５．６ｇの４−ヒドロキシアミノ安息香酸２−エチルヘキシルエステルを得る。
【０１０１】
段階Ｂ：２，５−チオフェン−ビス−２−エチルヘキシルエステルフェニルジニトロンの製造
２５０ｍｌの三つ口フラスコに、２，５−チオフェンジカルボキシアルデヒド（１．２ｇ）、酢酸（１００ｍｌ）及び４−ヒドロキシアミノ安息香酸２−エチルヘキシルエステル（１１．４ｇ）を加える。得られた混合物を約２５℃で約２０時間撹拌する。得られた混合物に脱イオン水（１００ｍｌ）を添加する。沈殿した固形分を濾別し、水で洗浄し、乾燥することで、３．５ｇの粗２，５−チオフェン−ビス−２−エチルヘキシルエステルフェニルジニトロンを得る。
【０１０２】
段階Ｃ：２，５−チオフェン−ビス−２−エチルヘキシルエステルフェニルジニトロンの精製
５００ｇの粗２，５−チオフェン−ビス−２−エチルヘキシルエステルフェニルジニトロンを、２５％の酢酸エチル及び７５％のｎ−ヘキサンからなる溶媒混合物６００ｍｌと共に約１０分間撹拌し、濾過する。濾液から溶媒を留去する。得られた固体を、１０％の酢酸エチル及び９０％のｎ−ヘキサンからなる溶媒混合物５０ｍｌと共に再び撹拌し、得られた混合物を濾過することで、２５０ｍｇの純粋な２，５−チオフェン−ビス−２−エチルヘキシルエステルフェニルジニトロンを得る。
【実施例３】
【０１０３】
実施例３：染料−ポリマー混合物の調製
１０ｋｇのペレット化ポリスチレンＰＳ１３０１（Ｎｏｖａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手）をレッチュ（Ｒｅｔｓｃｈ）ミル内で粉砕して粗大粉末にし、８０℃に維持した空気循環炉内で１２時間乾燥する。１０リットルのヘンシェルミキサー内で、６．５ｋｇの乾燥ポリスチレン粉末及び１９５ｇのα−（４−ジメチルアミノ）スチリル−Ｎ−フェニルニトロンをブレンドして均質なオレンジ色の粉末を形成する。粉末を１８５℃でＰｒｉｓｍ（１６ｍｍ）二軸押出機に供給することで、約３重量％の染料含有量を有する濃いオレンジ色のペレット６．２ｋｇを得る。この材料を追加の結晶ポリスチレン１３０１ペレットでさらに希釈することで、１重量％及び３重量％の染料を有するブレンドを調製する。これら４種の希釈ブレンド組成物の各々をＰｒｉｓｍ（１６ｍｍ）二軸押出機で再加工して均質に着色したペレットを形成する。押出しのために使用する条件を表２に示す。
【０１０４】
【表２】
2010061109.tif 000022
【実施例４】
【０１０５】
実施例４：染料−ポリマー混合物の調製
２，５−チオフェン−ビス−２−エチルヘキシルエステルフェニルジニトロンを染料として使用する点を除き、実施例３に記載した方法と同様にして２，５−チオフェン−ビス−２−エチルヘキシルエステルフェニルジニトロン−ポリスチレンブレンドを調製し、２重量％、３重量％、３．２重量％及び４重量％の染料を有するブレンドを得る。
【０１０６】
実施例３及び実施例４で得た押出ペレットを、真空炉内においてポリマーのガラス転移温度より低いほぼ４０℃の温度で乾燥する。Ｓｕｍｉｔｏｍｏ ＳＤ−４０Ｅ全電動式商用ＣＤ／ＤＶＤ（コンパクトディスク／ディジタルビデオディスク）成形機（Ｓｕｍｉｔｏｍｏ Ｉｎｃ．から入手可能）を用いて（上述のようにして調製した）４種の希釈ブレンドを射出成形することで光学品質のディスクを作製する。成形ディスクは約５００〜約１２００μｍの厚さを有する。両面に関してミラードスタンパーを使用する。サイクル時間は一般に約１０秒に設定される。成形条件は、使用するポリマーのガラス転移温度及び溶融粘度並びに光化学的活性染料の熱安定性に応じて変化する。かくして、最高バレル温度は約２００〜約３７５℃の範囲内にあるように制御される。成形ディスクを集め、暗所に貯蔵する。
【実施例５】
【０１０７】
実施例５：成形ディスクの作製
ＯＱ（光学グレード）ポリスチレンを基材とする光化学的活性染料のブレンドを成形するために使用する条件を表３に示す。
【０１０８】
【表３】
2010061109.tif 000023
【実施例６】
【０１０９】
実施例６：溶液流延試料の作製手順
１群のポリスチレンペレット（１ｇ）を１０ｍｌの塩化メチレンに溶解し、ポリスチレンペレットが塩化メチレンに完全に溶解するまで約２時間撹拌する。ポリマー溶液に染料（（４−ジメチルアミノ）スチリル−Ｎ−フェニルニトロン（５０ｍｇ））を添加し、ニトロンが塩化メチレンに完全に溶解するまで約２時間撹拌する。ガラス基板上に載せた金属リング（半径５ｃｍ）内に染料−ポリスチレン溶液を注入することで溶液流延試料を作製する。金属リングをガラス基板上に配置してなる集合体を、約４０℃の温度に維持したホットプレート上に配置する。集合体を倒立した漏斗で覆うことで、塩化メチレンをゆっくりと蒸発させる。約４時間後に乾燥した染料ドープトポリスチレンフィルムを回収した。染料ドープトポリスチレンフィルムは５重量％及び８重量％の染料を含んでいた。
【実施例７】
【０１１０】
実施例７：試料の評価
光化学的活性染料のＵＶ−可視スペクトルを測定するための手順。すべてのスペクトルは、約１．２ｍｍの厚さを有する射出成形ディスクを用いてＣａｒｙ／Ｖａｒｉａｎ ３００ ＵＶ−可視分光光度計上で記録する。スペクトルは３００〜８００ｎｍの範囲内で記録する。ディスク間のばらつきのため、参照試料は使用しなかった。報告する値は、バックグラウンド吸収及び表面反射について補正したものである。
【０１１１】
表中に報告する吸光度は、４０５ｎｍ又は５３２ｎｍで測定した吸光度から各試験試料に関する７００〜８００ｎｍの範囲内の平均基線値を引くことで計算したものである。これらの化合物は７００〜８００ｎｍの範囲内で吸収を示さないので、この補正はディスク表面からの反射によって引き起こされる見掛けの吸収を除去し、染料の吸光度の一層正確な表示を与える。これらの実施例で使用するポリマーは、４０５ｎｍ又は５３２ｎｍで吸収をほとんど又は全く示さない。
【実施例８】
【０１１２】
実施例８：使用方法
成形ディスク又は溶液流延試料上にホログラムを記録するための手順。
【０１１３】
５３２ｎｍ又は４０５ｎｍでホログラムを記録するためには、参照ビーム及び信号ビームの両方を４５度の傾斜角で試験試料に入射させる。試料はコンピューターによって制御される回転ステージ上に配置する。参照ビーム及び信号ビームは共に同一の光出力を有し、（試料表面に平行な）同一方向に偏光されている。ビーム直径（１／ｅ2）は４ｍｍである。バックグラウンド光からの光学ノイズを低減させるため、検出器の前に色フィルター及び小さいピンホールを配置する。レーザーの前の高速メカニカルシャッターによってホログラム記録時間を制御する。５３２ｎｍの装置では、赤色の６３２ｎｍビームを用いてホログラム記録中の動的変化をモニターする。各ビームに関する記録電力は１ｍＷから１００ｍＷまで変化し、記録時間は１０ミリ秒から約５秒まで変化する。試料ディスクを０．２〜０．４度ずつ回転させることで、記録されたホログラムからの回折出力をブラッグ離調曲線から決定する。報告される値は、試料表面からの反射について補正されている。ホログラムの読出しのために使用する電力は、読出しに際してのホログラム消去を最小限に抑えるため、記録電力より２〜３桁小さい。実施例３及び実施例４で製造しかつ実施例５でディスクを作製するために使用した２種の染料のＵＶ−可視吸収スペクトル測定結果及び回折効率を下記の表４及び表５に示す。実施例６で溶液流延試料を作製するために使用した染料のＵＶ−可視吸収スペクトル測定結果及び回折効率を下記の表６に示す。
【０１１４】
【表４】
2010061109.tif 000024
【０１１５】
【表５】
2010061109.tif 000025
【０１１６】
【表６】
2010061109.tif 000026
【０１１７】
３重量％の染料に関する表４のデータ、３、３．２及び４重量％の染料に関する表５のデータ、並びに５及び８重量％の染料に関する表６のデータは、光学的透明基板の総重量を基準にして約０．１〜約８重量％の染料を使用することで、約３００〜約８００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度及び約２０％を超える回折効率を有するホログラムが得られることを示している。これは、１及び２重量％の染料に関する表４のデータ、並びに２重量％の染料に関する表５のデータから理解される。これらの場合には、ホログラムの回折効率は２０％を超えるものの、吸光度は１未満である。５重量％の染料を含むと共にそれぞれ１５０μｍ及び２１０μｍの厚さを有する試料に関する表６のデータからわかる通り、試料の厚さも吸光度及び回折効率の値に一定の役割を果たしている。
【０１１８】
ある種の染料（例えば、２，５−チオフェン−ビス−２−ブチルエステルフェニルジニトロン）は、１重量％未満の染料添加量で１を超える吸光度を示す。使用する染料の量及びその結果として得られる吸光度は、得られる光学的透明基板が約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で透明であり得るようなものであればよい。不透明な基板を生じる染料は望ましくないことがある。不透明な基板は、約２０％を超える回折効率を有するホログラムを生じ得ないことがあるからである。当業者であれば、約３００〜約１０００ｎｍの範囲内の波長で１を超える吸光度を有しかつ約２０％を超える回折効率を有し得る光学的透明基板を得るために必要な染料の種類、染料の量及び試料の厚さを決定できる。
【０１１９】
単数形で記載したものであっても、前後関係から明らかでない限り、複数の場合も含めて意味する。「任意の」又は「任意には」という用語は、その用語に続いて記載された事象又は状況が起きても起きなくてもよいことを意味しており、かかる記載はその事象が起こる場合及びその事象が起こらない場合を包含する。本明細書及び特許請求の範囲を通じて使用される概略表現用語は、それが関係する基本機能の変化を生じることなしに変動することが許容される任意の数量表現を修飾するために適用できる。したがって、「約」及び「実質的に」のような用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定すべきでない。少なくとも若干の場合には、概略表現用語は値を測定するための計器の精度に対応することがある。本明細書及び特許請求の範囲を通じて、範囲の限界は結合及び／又は交換が可能であり、特記されない限り、かかる範囲は同一視されると共に、それに含まれるすべての部分範囲を包含する。本明細書中に開示される分子量範囲は、ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分子量を指す。
【０１２０】
以上、若干の実施形態に関して本発明を詳しく説明してきたが、本発明はかかる開示された実施形態に限定されない。それどころか本発明は、これまで記載されていないが本発明の技術的範囲内に含まれる任意の数の変形、変更、置換又は同等な構成を組み込むように修正することができる。さらに、本発明の様々な実施形態を記載したが、本発明の態様は記載された実施形態の一部のみを含み得ることを理解すべきである。したがって、本発明は以上の記載によって限定されると解すべきでなく、特許請求の範囲のみによって限定されるものである。
【外国語明細書】
2010061109000001.pdf