(57)【要約】  ホログラム記録用組成物は、少なくとも第１の光重合性モノマーを含む光重合性化合物と、光重合に不活性なバインダー樹脂と、光重合開始剤とを少なくとも含む。光重合性化合物は、光重合によって、第１の光重合性モノマーから極性が変化することで、重合前の状態では高い前記バインダー樹脂との相溶性が、重合前より低くなるものである。
2016174798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の光重合性モノマーを含む光重合性化合物と、
光重合に不活性なバインダー樹脂と、
光重合開始剤と
を少なくとも含み、
前記光重合性化合物は、光重合によって、前記第１の光重合性モノマーから極性が変化することで、重合前の状態では高い前記バインダー樹脂との相溶性が、重合前より低くなるものであるホログラム記録用組成物。
【請求項２】
前記第１の光重合性モノマーは、光重合によって、双極子モーメントが小さくなるものである請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項３】
前記第１の光重合性モノマーは、一般式（１）で表される基を含む光重合性モノマーある請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【化１】
2016174798.tif 000015
（式中、Ｘ１は、−ＮＨ−、−Ｓ−または−Ｏ−である。Ｙ１は、＝Ｓまたは＝Ｏである。）
【請求項４】
前記一般式（１）で表される基を含む光重合性モノマーは、無水フタル酸、無水フタル酸の誘導体、２,３−ナフタレンジカルボン酸無水物または２,３−ナフタレンジカルボン酸無水物の誘導体である請求項３に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項５】
前記光重合性化合物は、前記第１の光重合性モノマーと共重合する第２の光重合性モノマーを含む請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項６】
前記第２の光重合性モノマーは、エポキシ基を含む光重合性モノマーである請求項５に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項７】
前記バインダー樹脂は、親水性構造を含むものである請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項８】
前記親水性構造は、式（Ａ）、式（Ｂ）または式（Ｃ）で表される構造である請求項７に記載のホログラム記録用組成物。
【化２】
2016174798.tif 000016
【請求項９】
無機微粒子をさらに含む請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項１０】
前記無機微粒子は、第４族元素の酸化物微粒子である請求項９に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項１１】
前記無機微粒子は、表面に親水性の配位子を含むものである請求項９に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項１２】
前記親水性の配位子は、一般式（２）で表される構造を含む請求項１１に記載のホログラム記録用組成物。
【化３】
2016174798.tif 000017
（式中、Ｘ２は、下記(Ｄ−１)〜（Ｄ−２６）の何れか一つである。Ｙ２は、下記(Ｅ−１)〜（Ｅ−６）の何れか一つである。ｎは整数である。）
【化４】
2016174798.tif 000018
【化５】
2016174798.tif 000019
【請求項１３】
請求項１に記載のホログラム記録用組成物からなるホログラム記録部を含むホログラム記録媒体。
【請求項１４】
請求項１に記載のホログラム記録用組成物に光照射により屈折率分布が形成された光学素子を備えた画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のホログラム記録用組成物の層を形成し、
光照射により前記ホログラム記録用組成物の層に屈折率分布を形成することを含むホログラム記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、ホログラム記録用組成物、ホログラム記録媒体および画像表示装置、並びにホログラム記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、ホログラム技術を、光学素子などに適用するための研究開発が、活発に行われている。ホログラムの種類は、干渉縞を材料表面の凹凸として記録するエンボス型と、干渉縞を屈折率分布または透過率分布として記録する体積型とがある。【０００３】
体積型ホログラムの記録材料としては、光重合型フォトポリマーと称される感光性組成物が使用されている（特許文献１、特許文献２参照）。この感光性組成物を用いたホログラム形成では、光重合およびこれに伴うモノマーの移動により屈折率差が生じることを利用して、干渉縞（明暗）に対応した屈折率分布を記録している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３４２５９号公報
【特許文献２】特開２０１３−３７１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
感光性組成物を用いたホログラム記録媒体では、感光性組成物を構成する各成分（光重合性モノマー、バインダー樹脂および光重合開始剤など）を均一に混合して形成した膜に対して露光を行うため、露光前の各成分は互いに相溶しやすい性質を有するものを使用する。【０００６】
一方で、露光後は、膜中で各成分が分離しているほど高いΔｎ（屈折率変調量）を与えるため、露光前とは反対に露光後の各成分（少なくとも、光重合性モノマーが重合した後のポリマーおよびバインダー樹脂）は、互いに相溶しにくいまたは相分離しやすい性質を有するものが望ましい。【０００７】
このように、露光前の組成物の各成分および露光後の組成物の各成分に求められる性質は相反するため、ホログラム記録媒体用感光性組成物の高Δｎ化が、難しくなっている。【０００８】
したがって、本技術の目的は、露光前の組成物を構成する各成分間の相溶性および露光後の組成物を構成する各成分間の相溶性を制御することで、屈折率変調量を向上することが可能なホログラム記録用組成物、ホログラム記録媒体および画像表示装置、並びにホログラム記録媒体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本技術は、少なくとも第１の光重合性モノマーを含む光重合性化合物と、光重合に不活性なバインダー樹脂と、光重合開始剤とを少なくとも含み、光重合性化合物は、光重合によって、第１の光重合性モノマーが持つ分子間相互作用の状態（例えば、極性、ファンデルワールス力、水素結合状態および疎水性相互作用の少なくとも一つ）が変化することによって、重合前の状態では高いバインダー樹脂との相溶性が、重合前より低くなるものであるホログラム記録用組成物である。【００１０】
本技術は、上記ホログラム記録用組成物からなるホログラム記録部を含むホログラム記録媒体である。【００１１】
本技術は、上記ホログラム記録用組成物に光照射により屈折率分布が形成された光学素子を備えた画像表示装置である。【００１２】
本技術は、上記ホログラム記録用組成物の層を形成し、光照射によりホログラム記録用組成物の層に屈折率分布を形成することを含むホログラム記録媒体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本技術によれば、屈折率変調量を向上することが可能なホログラム記録材料、およびこれを用いたホログラム記録媒体および画像表示装置、並びに、ホログラム記録媒体の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１はホログラム光学素子を備えた画像表示装置の構成例の概略を示す略線図である。
【図２】図２は実施例で作製したホログラム記録媒体の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（ホログラム記録用組成物の第１の例）
２．第２の実施の形態（ホログラム記録用組成物の第２の例）
３．第３の実施の形態（ホログラム記録媒体）
４.第４の実施の形態（画像表示装置の例）
５．他の実施の形態（変形例）
なお、以下に説明する実施の形態などは本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施の形態などに限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。
【００１６】
１．第１の実施の形態
本技術の第１の実施の形態では、ホログラム記録用組成物の第１の例について説明する。このホログラム記録用組成物は、光重合性化合物とバインダー樹脂と光重合開始剤とを、少なくとも含む感光性組成物である。
【００１７】
このホログラム記録用組成物は、以下のことを特徴とするものである。すなわち、ホログラム記録用組成物に対して、位置選択的に光照射を行うと、明部では光重合性化合物であるモノマーが重合してポリマーになることで優先的にモノマーが消費され、明部および暗部の間にモノマーの濃度勾配が生じる。
【００１８】
この濃度勾配を解消する方向（暗部から明部の方向）へモノマーが移動し、明部にて重合して順次ポリマーへと変換される。ここで重合の前後でバインダー樹脂との間の相溶性が変化するモノマーを用いることで、ポリマーとバインダー樹脂との間に相分離が発生し、バインダー樹脂はポリマーの存在しない領域（暗部）に移動する。その結果、明部にはポリマー（低屈折率成分）が、暗部にはバインダー樹脂（高屈折率成分）が局在することになり高いΔｎを発現することが可能となる。
【００１９】
以下、ホログラム記録用組成物の各成分について詳細に説明する。
【００２０】
（光重合性化合物）
光重合性化合物は、光重合性モノマーを１種または２種以上含むものであり、光重合の前後でバインダー樹脂との相溶性が変化するものである。重合の種類としては、カチオン重合またはアニオン重合が好ましい。なお、重合の種類がラジカル重合であることを否定するものではない。
【００２１】
この光重合性化合物は、光重合前のモノマーの状態ではバインダー樹脂との相溶性が高く、光重合後のポリマーの状態ではバインダー樹脂との相溶性が低くなる性質を有するものが好ましい。
【００２２】
なお、混合によりバインダー樹脂中に光重合性化合物が均一（略均一も含む）に分散された混合状態を得ることができる場合、「バインダー樹脂と光重合性化合物との相溶性が高い」ということができる。例えば、極性の高い光重合性モノマーと極性の高いバインダー樹脂とを用いることで、露光前の状態におけるバインダー樹脂と重合前の光重合性化合物との相溶性を高めることができる。
【００２３】
（第１の光重合性モノマー）
光重合性化合物に含まれる第１の光重合性モノマーとしては、重合によって、第１の光重合性モノマーが持つ分子間相互作用の状態（例えば、極性、ファンデルワールス力、水素結合状態および疎水性相互作用の少なくとも一つ）が変化するものを用いることができる。光重合性化合物に含まれる第１の光重合性モノマーとしては、例えば、重合によって、極性が変化するものであり、例えば、重合前のモノマーより双極子モーメントが小さくなるものが好ましい。光重合前のモノマーの状態では極性の高いバインダー樹脂との相溶性が高く、光重合後のポリマーの状態では極性の高いバインダー樹脂との相溶性が低くなるように、バインダー樹脂との相溶性を制御できるからである。
【００２４】
ここで第１の光重合性モノマーが重合した後のポリマーの繰り返し単位において、光重合性モノマーに対応する構造部分の双極子モーメントの値が、光重合性モノマーの双極子モーメントの値より小さくなる場合には「重合によって、重合前のモノマーより双極子モーメントが小さくなる」ということができる。双極子モーメントの値は、例えば、半経験的量子力学計算ソフトＭＯＰＡＣにて、ＰＭ３法を用いて電子計算することにより得ることができる。第１の光重合性モノマーとしては、例えば、重合によって、重合前のモノマーより双極子モーメントの値が１．７［ｄｅｂｙｅ］以上小さくなるものがより好ましい。
【００２５】
このような第１の光重合性モノマーとしては、例えば、一般式（１）で表される基を含む光重合性モノマーなどが挙げられる。なお、一般式（１）で表される基を含む光重合性モノマーであれば、如何なるものも使用可能である。
【００２６】
【化１】
2016174798.tif 000003
（式中、Ｘ１は、−ＮＨ−、−Ｓ−または−Ｏ−である。Ｙ１は、＝Ｓまたは＝Ｏである。）
【００２７】
一般式（１）で表される基を含む光重合性モノマーとしては、例えば、一般式（１）で表される基が結合した芳香族化合物環基または脂肪族炭化水素基を含む化合物またはこの化合物の誘導体などが挙げられる。より具体的には、例えば、無水フタル酸もしくは無水フタル酸の誘導体、または、２,３−ナフタレンジカルボン酸無水物もしくは２,３−ナフタレンジカルボン酸無水物の誘導体などのカチオン重合性またはアニオン重合性モノマーなどが挙げられる。なお、一般式（１）で表される基を含むものであれば、如何なる光重合性モノマーも使用可能である。
【００２８】
（第２の光重合性モノマー）
光重合性化合物は、典型的には、例えば、上記の光重合性モノマーと共重合する他の光重合性モノマーを１種または２種以上含む。他の光重合性モノマーとしては、第２の光重合性モノマーとして、エポキシ基を含む光重合性モノマーなどを用いることができる。
【００２９】
エポキシ基を含む光重合性モノマーとしては、例えば、ブチルグリシジルエーテルなどのカチオン重合性またはアニオン重合性モノマーが挙げられる。なお、エポキシ基を含む光重合性モノマーであれば、如何なる光重合性モノマーも使用可能である。
【００３０】
（重合反応）
光重合性化合物として、無水フタル酸（第１の光重合性モノマー）およびブチルグリシジルエーテル（第２の光重合性モノマー）を用いた場合の重合反応の例について説明する。
【００３１】
光照射（干渉露光）により、下記反応式に示す重合反応が生じる。このとき、重合後のポリマーにおいて、繰り返し単位の点線で囲む第１の光重合性モノマーに対応する構造部分の双極子モーメントが、重合前の第１の光重合性モノマーの双極子モーメントより小さくなっている（重合前（計算値）：５．６７［ｄｅｂｙｅ］、重合後（計算値）：２．４７［ｄｅｂｙｅ］、差：３．２［ｄｅｂｙｅ］）。これにより、光重合性化合物は、重合前の状態では極性の高いバインダー樹脂との相溶性が高く、重合後の状態では極性の高いバインダー樹脂との相溶性が低下する。したがって、明部にはポリマーが、暗部にはバインダー樹脂が局在することになり高いΔｎを発現することが可能となる。
【００３２】
【化２】
2016174798.tif 000004
〔Ｒ＝−Ｏ（ＣＨ2）3ＣＨ3）〕
【００３３】
同様に、光重合性化合物として、２,３−ナフタレンジカルボン酸無水物（第１の光重合性モノマー）およびブチルグリシジルエーテル（第２の光重合性モノマー）を用いた場合の重合反応の例について説明する。
【００３４】
光照射（干渉露光）により、下記反応式に示す重合反応が生じる。このとき、重合後のポリマーにおいて、繰り返し単位の点線で囲む第１の光重合性モノマーに対応する構造部分の双極子モーメントが、重合前の第１の光重合性モノマーの双極子モーメントより小さくなっている（重合前（計算値）：８．３２［ｄｅｂｙｅ］、重合後（計算値）：６．６２［ｄｅｂｙｅ］、差：１．７［ｄｅｂｙｅ］）。これにより、光重合性化合物は、重合前の状態では極性の高いバインダー樹脂との相溶性が高く、重合後の状態では極性の高いバインダー樹脂との相溶性が低下する。したがって、明部にはポリマーが、暗部にはバインダー樹脂が局在することになり高いΔｎを発現することが可能となる。
【００３５】
【化３】
2016174798.tif 000005
〔Ｒ＝−Ｏ（ＣＨ2）3ＣＨ3）〕
【００３６】
（バインダー樹脂）
バインダー樹脂は、光重合性化合物および光重合開始剤が均一に分散されるマトリックス高分子化合物である。バインダー樹脂は、光重合性モノマーとの相溶性が高いものであり、光重合に関与しない不活性なものであれば、如何なるものも使用可能である。
【００３７】
このようなバインダー樹脂としては、親水性構造を含むものなどが好ましい。極性の高い重合前の光重合性モノマーとの相溶性が高くなり、重合後の極性が低くなったポリマーとの相溶性が低くなるからである。
【００３８】
親水性構造としては、下記の式（Ａ）で表されるアミド構造、式（Ｂ）で表されるメラミン構造、式（Ｃ）で表されるフェノール構造などが挙げられる。
【００３９】
【化４】
2016174798.tif 000006
【００４０】
（光重合開始剤）
光重合開始剤は、公知の如何なるもの使用可能である。光重合開始剤は、例えば、カチオン重合開始剤、アニオン重合開始剤、ラジカル重合開始剤などを適宜選択して用いることができる。カチオン重合開始剤としては、例えば、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）ボラートなどを用いることができる。
【００４１】
本技術の第１の実施の形態に係るホログラム記録用組成物は、基本組成として、上記の光重合性化合物、バインダー樹脂および光重合開始剤を含むが、必要に応じて、その他の材料を含んでいてもよい。
【００４２】
２.第２の実施の形態
本技術の第２の実施の形態では、ホログラム記録用組成物の第２の例について説明する。このホログラム記録用組成物は、光重合性化合物、バインダー樹脂、光重合開始剤および無機微粒子を少なくとも含む。なお、このホログラム記録用組成物は、無機微粒子を含むこと以外は第１の実施の形態に係るホログラム記録用組成物と同様である。
【００４３】
このホログラム記録用組成物は、以下のことを特徴とするものである。すなわち、ホログラム記録用組成物に対して、位置選択的に光照射を行うと、明部では光重合性化合物であるモノマーが重合してポリマーになることで優先的にモノマーが消費され、明部および暗部の間にモノマーの濃度勾配が生じる。
【００４４】
この濃度勾配を解消する方向（暗部から明部の方向）へモノマーが移動し、明部にて重合して順次ポリマーへと変換される。ここで重合の前後でバインダー樹脂との間の相溶性が変化するモノマーを用いることで、ポリマーとバインダー樹脂との間に相分離が発生し、バインダー樹脂はポリマーの存在しない領域（暗部）に移動する。その結果、明部にはポリマー（低屈折率成分）が、暗部にはバインダー樹脂（高屈折率成分）が局在することになり高いΔｎを発現することが可能となる。さらに、ホログラム記録用組成物は、光重合性化合物およびバインダー樹脂とは相溶し、ポリマーとは相分離する無機微粒子を含むので、暗部にバインダー樹脂（高屈折率成分）と共に無機微粒子（高屈折率成分）を局在させることで暗部の屈折率がより上昇し、より高いΔｎを与えることができる。
【００４５】
以下、本技術のホログラム記録用組成物の各成分について詳細に説明する。
【００４６】
（光重合性化合物、バインダー樹脂）
光重合性化合物およびバインダー樹脂は、第１の実施の形態と同様のものを用いることができる。
【００４７】
（無機微粒子）
無機微粒子としては、金属酸化物微粒子、金属水酸化物微粒子などを用いることができる。なお、表面処理剤などで表面処理などを施したものを用いてもよい。金属酸化物微粒子としては、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などの第４族元素の酸化物微粒子などが挙げられる。
【００４８】
無機微粒子としては、無機微粒子表面に配位子を含むものが好ましい。無機微粒子表面に適切な配位子を選択配置することで、無機微粒子の局在を円滑に促すことができる。このような配位子としては、親水性の配位子が好ましい。親水性構造を含むバインダー樹脂との相溶性を高めることで、無機微粒子の局在をより円滑に促すことができるからである。
【００４９】
例えば、無機微粒子としては、親水性の配位子として、下記の式（２）に示す構造を含むものがより好ましい。
【００５０】
【化５】
2016174798.tif 000007
（式中、Ｘ２は、下記(Ｄ−１)〜（Ｄ−２６）の何れか一つである。Ｙ２は、下記(Ｅ−１)〜（Ｅ−６）の何れか一つである。ｎは整数である。）
【化６】
2016174798.tif 000008
【化７】
2016174798.tif 000009
【００５１】
（無機微粒子の粒径）
無機微粒子は、無機微粒子の局在をより円滑に促すことができる観点から、粒径が小さい方が好ましい。例えば、無機微粒子は、ナノ粒子であることが好ましく、粒径が２０ｎｍ以下であることがより好ましい。なお、ナノ粒子とは、粒径がナノサイズである微粒子のことをいう。ナノサイズとは、典型的には、１００ｎｍ以下の大きさのことをいう。粒径は、例えば、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の平均粒径Ｄ５０である。
【００５２】
本技術の第１の実施の形態に係るホログラム記録用組成物は、基本組成として、光重合性化合物、バインダー樹脂、光重合開始剤および無機微粒子を含むが、必要に応じて、その他の材料を含んでいてもよい。
【００５３】
３.第３の実施の形態
第３の実施の形態では、第１の実施の形態または第２の実施の形態に係るホログラム記録用組成物を用いたホログラム記録媒体について説明する。このホログラム記録媒体は、ホログラム記録部となるホログラム記録層と、必要に応じて、基材およびその他の層の少なくとも一つの層とが積層された構造を有する。その他の層の例としては、保護層、接着剤層、反射層、反射防止層などが挙げられる。ホログラム記録層は、第１または第２の実施の形態に係るホログラム記録用組成物で構成されている。
【００５４】
ホログラム記録媒体では、例えば、ホログラム記録層に対して二光束露光を行うことなどにより、干渉縞が屈折率分布して記録される。このホログラム記録媒体では、ホログラム記録層が、第１または第２の実施の形態に係るホログラム記録用組成物で構成されているため、高いΔｎを得ることができる。
【００５５】
（ホログラム記録媒体の製造方法）
ホログラム記録媒体の製造方法の一例について説明する。まず第１または第２の実施の形態に係るホログラム記録用組成物を、基材上に塗布して乾燥することによりホログラム記録層（ホログラム記録用組成物膜）を形成する。
【００５６】
次に、ガラス基板など透明性基材を、基材上に形成されたホログラム記録層の表面に圧着させる。これにより、ホログラム記録媒体を得ることができる。
【００５７】
（ホログラム記録）
なお、このホログラム記録媒体に対し、例えば波長４５７ｎｍなどの半導体レーザーを用いて二光束露光を行った後これに対してＵＶ（紫外線）を全面に照射することで未硬化の光重合性モノマーを硬化し、屈折率分布を媒体に固定する。これによりホログラム記録媒体に屈折率分布を形成したホログラム乾板を得ることができる。
【００５８】
４．第４の実施の形態
第４の実施の形態では、第１の実施の形態または第２の実施の形態に係るホログラム記録用組成物を適用した応用例について説明する。
【００５９】
第１の実施の形態または第２の実施の形態に係るホログラム記録用組成物は、例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）などの画像表示装置に組み込まれるホログラム光学素子（ＨＯＥ）などに適用できる。
【００６０】
図２に画像表示装置の一構成例の概略を示す。この画像表示装置は、例えば、眼鏡型端末などに組み込まれている。眼鏡型端末は、例えば、ユーザーの頭部に装着される眼鏡型のフレームを備え、眼鏡型のフレームにこの画像表示装置が取り付けられる。眼鏡型端末は、この画像表示装置を２つ備えた両眼型または１つ備えた片眼型であってもよい。画像表示装置は、導光板１０と、第１のホログラム光学素子１１および第２のホログラム光学素子１２と、画像形成装置１３とを有している。
【００６１】
導光板１０は、例えば、透光性を有する板状体である。この導光板１０は、例えば、ユーザーが眼鏡型端末を装着時に、ユーザーの眼前に対向するように配置される。導光板１０としては、例えば、ポリカーボネート樹脂などの透明プラスチック板、ガラス板、セラミックス板などの透過性材料からなる板状体を用いることができる。
【００６２】
導光板１０の前面の両端部には、第１の偏向部としてフィルム状の第１のホログラム光学素子１１と第２の偏向部としてフィルム状の第２のホログラム光学素子１２が設けられている。第１のホログラム光学素子１１は、導光板１０に入射された光を回折反射し、第２のホログラム光学素子１２は、導光板１０の内部を全反射により伝播した光を、複数回、回折反射し、導光板１０のユーザーの眼２０の方向に出射する。
【００６３】
第１のホログラム光学素子１１および第２のホログラム光学素子１２は、例えば、反射型体積ホログラム回折格子である。
【００６４】
第１のホログラム光学素子１１および第２のホログラム光学素子１２は、第１または第２の実施の形態に係るホログラム記録用組成物の膜に対して干渉露光を行うことにより、干渉縞に対応する屈折率分布を記録して所望の光学特性を付与したものである。第１または第２の実施の形態に係るホログラム記録用組成物を用いることでΔｎを向上できるため、ホログラム光学素子を薄くしても高い回折効率を得ることでき、且つ、薄くすることで半値幅を広げることができる。その結果、画像表示装置において、画像の視認性を高めることができる。
【００６５】
画像形成装置１３の一例は、例えば、液晶表示素子または有機ＥＬ表示素子などの表示素子と、コリメート光学系とを含む構成を有する。表示素子から出射された光が、コリメート光学系にて平行光とされる。そして、この平行光とされた光束が、図中の矢印に示すように導光板１０に入射され、導光され、ユーザーの眼２０の方向に出射され、画像が提示される。
【００６６】
画像形成装置１３の他の例は、例えば、白色の発光素子などから構成された光源と、光源から出射された光を平行光にするコリメート光学系と、走査手段と、リレー光学系とを含む構成を有する。走査手段は、例えば、入射した光を水平走査および垂直走査する、二次元方向に回転可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などである。
【００６７】
光源から出射された光は、コリメート光学系にて平行光とされ、この平行光が走査手段によって水平走査および垂直走査が行われることで、１種の２次元画像化され、仮想の画素が生成される。そして、仮想の画素からの光はリレー光学系を通過し、平行光とされた光束が、図中の矢印に示すように導光板１０に入射され、導光され、ユーザーの眼２０の方向に出射され、画像が提示される。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。【００６９】
＜実施例１＞
（ホログラム記録用組成物）
下記配合のホログラム記録用組成物を調製した。
光重合性モノマー：無水フタル酸１．０ｇ（１００％）、ブチルグリシジルエーテル１．０ｇ（１００％）
バインダー樹脂：ウレタンアクリレート（Ｕ−２００ＡＸ、新中村化学工業製）１．５ｇ（１００％）
光重合開始剤（カチオン重合開始剤）：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）ボラート粉末０．０５ｇ
溶媒：メチルエチルケトン１．０ｇ
混合時間：１２時間【００７０】
（ホログラム記録媒体）
次に上記のホログラム記録用組成物を、５μｍのＰＶＡ（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２０μｍになるよう塗布し、室温で５分間乾燥を行い樹脂薄膜を得た。０．７ｍｍのガラス基板上に樹脂面を圧着し、図２に示す積層構造（ガラス基板３３／樹脂薄膜３２／ＰＶＡフィルム３１）を有するホログラム記録媒体を得た。【００７１】
（ホログラム乾板）
このホログラム記録媒体に対し、４５７ｎｍの半導体レーザーを用いて二光束露光を行った後これに対して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し、屈折率分布を媒体に固定した。これによりホログラム記録媒体に屈折率分布を形成したホログラム乾板を得た。【００７２】
（Δｎの測定）
出来上がったホログラム乾板のΔｎを透過率スペクトルの中心波長の透過率および半値から測定したところ、Δｎ＝０．０２であった。【００７３】
（双極子モーメントの計算）
無水フタル酸について、重合前および重合後の双極子モーメントの値を計算した。半経験的量子力学計算ソフトＭＯＰＡＣにて、ＰＭ３法を用いて電子計算することにより双極子モーメントの値を得た。その結果、無水フタル酸の重合前の双極子モーメントの値は５．６７［ｄｅｂｙｅ］であり、重合後のポリマーの繰り返し単位において無水フタル酸に対応する構造部分の双極子モーメントの値は２．４７［ｄｅｂｙｅ］であった。【００７４】
＜実施例２＞
（ホログラム記録用組成物）
下記配合のホログラム記録用組成物を調製した。
光重合性モノマー：ナフタル酸無水物（２,３−ナフタレンジカルボン酸無水物）１．０ｇ（１００％）、ブチルグリシジルエーテル１．０ｇ（１００％）
バインダー樹脂：ウレタンアクリレート（Ｕ−２００ＡＸ、新中村化学工業製）１．５ｇ（１００％）
光重合開始剤（カチオン重合開始剤）：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）ボラート粉末０．０５ｇ
無機微粒子：粒径２０ｎｍ以下のオルガノチタニアゾル（シーアイ化成製ナノテックＴｉＯ2）をチタン微粒子重量として０．８ｇ
溶媒：メチルエチルケトン１．０ｇ
混合時間：１２時間【００７５】
（ホログラム記録媒体、ホログラム乾板）
上記のホログラム記録用組成物を用いて、実施例１と同様にして、ホログラム記録媒体、ホログラム乾板を作製した。【００７６】
（Δｎの測定）
出来上がったホログラム乾板のΔｎを透過率スペクトルの中心波長の透過率および半値から測定したところ、Δｎ＝０．０２５であった。【００７７】
（双極子モーメントの計算）
ナフタル酸無水物について、実施例１と同様の方法で、重合前および重合後の双極子モーメントの値を計算した。その結果、ナフタル酸無水物の重合前の双極子モーメントの値は８．３２［ｄｅｂｙｅ］であり、重合後のポリマーの繰り返し単位において無水フタル酸に対応する構造部分の双極子モーメントの値は６．６２［ｄｅｂｙｅ］であった。【００７８】
＜比較例１＞
下記配合のホログラム記録用組成物を調製した。なお、このホログラム記録用組成物は、光重合性モノマーとして無水フタル酸を使用しないで、ブチルグリシジルエーテルの量を２．０ｇに変えたこと以外は、実施例１のホログラム記録用組成物と同様である。
光重合性モノマー：ブチルグリシジルエーテル２．０ｇ（１００％）
バインダー樹脂：ウレタンアクリレート（Ｕ−２００ＡＸ、新中村化学工業製）１．５ｇ（１００％）
光重合開始剤（カチオン重合開始剤）：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）ボラート粉末０．０５ｇ
溶媒：メチルエチルケトン１．０ｇ
混合時間：１２時間【００７９】
（ホログラム記録媒体、ホログラム乾板）
上記のホログラム記録用組成物を用いて、実施例１と同様にして、ホログラム記録媒体およびホログラム乾板を作製した。【００８０】
（Δｎの測定）
出来上がったホログラム乾板のΔｎを透過率スペクトルの中心波長の透過率および半値から測定したところ、Δｎ＝０．０１４であった。【００８１】
＜比較例２＞
（ホログラム記録用組成物）
下記配合のホログラム記録用組成物を調製した。なお、このホログラム記録用組成物は、光重合性モノマーとしてナフタル酸無水物（２,３−ナフタレンジカルボン酸無水物）を使用しないで、ブチルグリシジルエーテルの量を２．０ｇに変えたこと以外は、実施例２のホログラム記録用組成物と同様である。
光重合性モノマー：ブチルグリシジルエーテル２．０ｇ（１００％）
バインダー樹脂：ウレタンアクリレート（Ｕ−２００ＡＸ、新中村化学工業製）１．５ｇ（１００％）
光重合開始剤（カチオン重合開始剤）：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）ボラート粉末０．０５ｇ
無機微粒子：粒径２０ｎｍ以下のオルガノチタニアゾル（シーアイ化成製ナノテックＴｉＯ2）をチタン微粒子重量として０．８ｇ
溶媒：メチルエチルケトン１．０ｇ
混合時間：１２時間【００８２】
（ホログラム記録媒体、ホログラム乾板）
上記のホログラム記録用組成物を用いて、実施例１と同様にして、ホログラム記録媒体、ホログラム乾板を作製した。【００８３】
（Δｎの測定）
出来上がったホログラム乾板のΔｎを透過率スペクトルの中心波長の透過率および半値から測定したところ、Δｎ＝０．０２であった。【００８４】
（評価）
実施例１および実施例２では、露光前と露光後の組成物の各成分間の相溶性を制御することで、Δｎを向上できた。【００８５】
５.他の実施の形態
以上、本技術を各実施の形態および実施例によって説明したが、本技術はこれらに限定されるものではなく、本技術の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。【００８６】
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセスなどを用いてもよい。【００８７】
上述の実施の形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。【００８８】
本技術は以下の構成を採用することもできる。
［１］
少なくとも第１の光重合性モノマーを含む光重合性化合物と、
光重合に不活性なバインダー樹脂と、
光重合開始剤と
を少なくとも含み、
前記光重合性化合物は、光重合によって、前記第１の光重合性モノマーから極性が変化することで、重合前の状態では高い前記バインダー樹脂との相溶性が、重合前より低くなるものであるホログラム記録用組成物。
［２］
前記第１の光重合性モノマーは、光重合によって、双極子モーメントが小さくなるものである［１］に記載のホログラム記録用組成物。
［３］
前記第１の光重合性モノマーは、一般式（１）で表される基を含む光重合性モノマーある［１］〜［２］の何れかに記載のホログラム記録用組成物。
【化８】
2016174798.tif 000010
（式中、Ｘ１は、−ＮＨ−、−Ｓ−または−Ｏ−である。Ｙ１は、＝Ｓまたは＝Ｏである。）
［４］
前記一般式（１）で表される基を含む光重合性モノマーは、無水フタル酸、無水フタル酸の誘導体、２,３−ナフタレンジカルボン酸無水物または２,３−ナフタレンジカルボン酸無水物の誘導体である［３］に記載のホログラム記録用組成物。
［５］
前記光重合性化合物は、前記第１の光重合性モノマーと共重合する第２の光重合性モノマーを含む［１］〜［４］の何れかに記載のホログラム記録用組成物。
［６］
前記第２の光重合性モノマーは、エポキシ基を含む光重合性モノマーである［５］に記載のホログラム記録用組成物。
［７］
前記バインダー樹脂は、親水性構造を含むものである［１］〜［６］の何れかに記載のホログラム記録用組成物。
［８］
前記親水性構造は、式（Ａ）、式（Ｂ）または式（Ｃ）で表される構造である［７］に記載のホログラム記録用組成物。
【化９】
2016174798.tif 000011
［９］
無機微粒子をさらに含む［１］〜［８］の何れかに記載のホログラム記録用組成物。
［１０］
前記無機微粒子は、第４族元素の酸化物微粒子である［９］に記載のホログラム記録用組成物。
［１１］
前記無機微粒子は、表面に親水性の配位子を含むものである［９］に記載のホログラム記録用組成物。
［１２］
前記親水性の配位子は、一般式（２）で表される構造を含む［１１］に記載のホログラム記録用組成物。
【化１０】
2016174798.tif 000012
（式中、Ｘ２は、下記(Ｄ−１)〜（Ｄ−２６）の何れか一つである。Ｙ２は、下記(Ｅ−１)〜（Ｅ−６）の何れか一つである。ｎは整数である。）
【化１１】
2016174798.tif 000013
【化１２】
2016174798.tif 000014
［１３］
［１］〜［１２］の何れかに記載のホログラム記録用組成物からなるホログラム記録部を含むホログラム記録媒体。
［１４］
［１］〜［１２］の何れかに記載のホログラム記録用組成物に光照射により屈折率分布が形成された光学素子を備えた画像表示装置。
［１５］
［１］〜［１２］の何れかに記載のホログラム記録用組成物の層を形成し、
光照射により前記ホログラム記録用組成物の層に屈折率分布を形成することを含むホログラム記録媒体の製造方法。
【符号の説明】
【００８９】
１０・・・導光板
１１・・・第１のホログラム光学素子
１２・・・第２のホログラム光学素子
１３・・・画像形成装置
２０・・・眼
【図１】
2016174798.tif 000020
【図２】
2016174798.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月19日(2016.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の光重合性モノマーを含む光重合性化合物と、
光重合に不活性なバインダー樹脂と、
光重合開始剤と
を少なくとも含み、
前記光重合性化合物は、光重合によって、前記第１の光重合性モノマーから極性が変化することで、重合前の状態では高い前記バインダー樹脂との相溶性が、重合前より低くなるものであるホログラム記録用組成物。
【請求項２】
前記第１の光重合性モノマーは、光重合によって、重合後の前記第１の光重合性モノマーの双曲子モーメントが前記重合前の前記第１の光重合性モノマーの双曲子モーメントより１．７［ｄｅｂｙｅ］以上小さくなるものである請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項３】
前記第１の光重合性モノマーは、一般式（１）で表される基を含む光重合性モノマーある請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【化１】
2016174798.tif 000022
（式中、Ｘ１は、−ＮＨ−、−Ｓ−または−Ｏ−である。Ｙ１は、＝Ｓまたは＝Ｏである。）
【請求項４】
前記一般式（１）で表される基を含む光重合性モノマーは、無水フタル酸、無水フタル酸の誘導体、２，３−ナフタレンジカルボン酸無水物または２，３−ナフタレンジカルボン酸無水物の誘導体である請求項３に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項５】
前記光重合性化合物は、前記第１の光重合性モノマーと共重合する第２の光重合性モノマーを含む請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項６】
前記第２の光重合性モノマーは、エポキシ基を含む光重合性モノマーである請求項５に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項７】
前記バインダー樹脂は、親水性構造を含むものである請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項８】
前記親水性構造は、式（Ａ）、式（Ｂ）または式（Ｃ）で表される構造である請求項７に記載のホログラム記録用組成物。
【化２】
2016174798.tif 000023
【請求項９】
無機微粒子をさらに含む請求項１に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項１０】
前記無機微粒子は、第４族元素の酸化物微粒子である請求項９に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項１１】
前記無機微粒子は、表面に親水性の配位子を含むものである請求項９に記載のホログラム記録用組成物。
【請求項１２】
前記親水性の配位子は、一般式（２）で表される構造を含む請求項１１に記載のホログラム記録用組成物。
【化３】
2016174798.tif 000024
（式中、Ｘ２は、下記（Ｄ−１）〜（Ｄ−２６）の何れか一つである。Ｙ２は、下記（Ｅ−１）〜（Ｅ−６）の何れか一つである。ｎは整数である。）
【化４】
2016174798.tif 000025
【化５】
2016174798.tif 000026
【請求項１３】
請求項１に記載のホログラム記録用組成物からなるホログラム記録部を含むホログラム記録媒体。
【請求項１４】
請求項１に記載のホログラム記録用組成物に光照射により屈折率分布が形成された光学素子を備えた画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のホログラム記録用組成物の層を形成し、
光照射により前記ホログラム記録用組成物の層に屈折率分布を形成することを含むホログラム記録媒体の製造方法。
【国際調査報告】
2016174798.tif 000027
2016174798.tif 000028
2016174798.tif 000029
2016174798.tif 000030