(57)【要約】【課題】型再現性がよく、２Ｐ法で製造するのに適した算機ホログラム成形用樹脂、計算機ホログラム及びその製造方法を提供する。【解決手段】計算機ホログラム５の製造方法は、干渉縞データに基づいた描画用矩形データの形状に対応した微細矩形パターン１ａを有する原盤１を作製する。次いで、この原盤１の微細矩形パターン１ａの面に、紫外線硬化型樹脂２を塗布し、その上に基材３を重ね合わせた後に、紫外線（ＵＶ）を照射して紫外線硬化型樹脂２を硬化させることにより、基材３に固着させて一体化させる。そして、基材３を硬化した樹脂層４と共に、原盤１から剥離すると、原盤１の微細矩形パターン１ａが正確に転写された樹脂層４が基板３上に形成される。その結果、微細矩形パターン４ａ付きの樹脂層４を基材３に有する計算機ホログラム５が得られる。【選択図】　　　　図１
2004070059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算機により干渉縞データを計算し、その干渉縞データに基づいて描画用矩形データを生成し、その描画用矩形データによって微細矩形パターンを描画して原版を作製し、その原版又は前記原版から複製した複製版に塗布し、光線を照射して硬化させることにより、微細矩形パターンを有する計算機ホログラムを複製する計算機ホログラム成形用樹脂組成物であって、
ウレタンアクリレート　３０〜３５部
アクリレートモノマー　４０〜４５部
ビニルモノマー　　　　１５〜２０部
光重合開始剤　　　　　２〜６部
添加剤　　　　　　　　０．０１〜１部
を含むことを特徴とする計算機ホログラム成形用樹脂組成物。
【請求項２】
計算機により干渉縞データを計算し、その干渉縞データに基づいて描画用矩形データを生成し、その描画用矩形データによって微細矩形パターンを描画して原版を作製し、その原版又は前記原版から複製した複製版に光硬化性樹脂を塗布し、光線を照射して硬化させることにより複製する微細矩形パターンを有する計算機ホログラムであって、
前記光硬化性樹脂は、
ウレタンアクリレート　３０〜３５部
アクリレートモノマー　４０〜４５部
ビニルモノマー　　　　１５〜２０部
光重合開始剤　　　　　２〜６部
添加剤　　　　　　　　０．０１〜１部
を含むことを特徴とする計算機ホログラム。
【請求項３】
計算機により干渉縞データを計算し、その干渉縞データに基づいて描画用矩形データを生成し、その描画用矩形データによって微細矩形パターンを描画して原版を作製し、その原版又は前記原版から複製した複製版に光硬化性樹脂を塗布し、光線を照射して硬化させることにより、微細矩形パターンを有する計算機ホログラムを複製する計算機ホログラムの製造方法であって、
前記光硬化性樹脂は、
ウレタンアクリレート　３０〜３５部
アクリレートモノマー　４０〜４５部
ビニルモノマー　　　　１５〜２０部
光重合開始剤　　　　　２〜６部
添加剤　　　　　　　　０．０１〜１部
を含むことを特徴とする計算機ホログラムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計算機で計算した干渉縞データから生成した描画用矩形データによって作製された微細矩形パターンを有する計算機ホログラムに関し、特に、フォトポリメリゼーション法（２Ｐ法）で作製するのに適した計算機ホログラム成形用樹脂組成物、計算機ホログラム及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の計算機ホログラムの製造方法は、描画用矩形データによって微細矩形パターンを描画した原版を、加熱により軟化する樹脂層に押し付ける方法、例えば、インジェクション法又はキャスティング法が使用でき、これら方法には、熱可塑性、熱硬化性のいずれの樹脂も使用することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、計算機ホログラムは、微細矩形パターンの深さが複雑でかつシャープである。例えば、通常のエンボスホログラムは、エンボス凹凸が０．１〜０．６５μｍであるのに対して、計算機ホログラムは、微細矩形パターンが多段であり、深いところで、約１．２μｍとなる。このため、上述したインジェクション法やキャスティング法では、型再現性が悪いという問題があった。
【０００４】
一方、微細凹凸パターンの成形方法、例えば、透明基板上に情報トラックを形成する代表的な方法として、従来より、フォトポリメリゼーション法（２Ｐ法）が知られている（特開平８−１６７１６７号、特開平９−６３１３０号等）。この２Ｐ法は、まず、情報トラックの形状に対応する凹凸パターンを備えた光学的記録担体作製用スタンパの上に、紫外線硬化型樹脂等を塗布し、さらに、この樹脂上に透明基板を載置し、次いで、紫外線等を照射することにより、紫外線硬化型樹脂を硬化させると共に、透明基板に固着させて、情報トラックを有する硬化樹脂層を透明基板に形成する方法である。
しかし、この２Ｐ法は、光学的記録担体、例えば、光カードの製造方法として開発されたものであり、このまま、計算機ホログラムの製造方法に適用することはできなかった。
【０００５】
本発明の課題は、型再現性がよく、２Ｐ法で製造するのに適した計算機ホログラム成形用樹脂組成物、計算機ホログラム及びその製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、計算機により干渉縞データを計算し、その干渉縞データに基づいて描画用矩形データを生成し、その描画用矩形データによって微細矩形パターンを描画して原版を作製し、その原版又は前記原版から複製した複製版に塗布し、光線を照射して硬化させることにより、微細矩形パターンを有する計算機ホログラムを複製する計算機ホログラム成形用樹脂組成物であって、
ウレタンアクリレート　３０〜３５部
アクリレートモノマー　４０〜４５部
ビニルモノマー　　　　１５〜２０部
光重合開始剤　　　　　２〜６部
添加剤　　　　　　　　０．０１〜１部
を含むことを特徴とする計算機ホログラム成形用樹脂組成物である。
【０００７】
請求項２の発明は、計算機により干渉縞データを計算し、その干渉縞データに基づいて描画用矩形データを生成し、その描画用矩形データによって微細矩形パターンを描画して原版を作製し、その原版又は前記原版から複製した複製版に光硬化性樹脂を塗布し、光線を照射して硬化させることにより複製する微細矩形パターンを有する計算機ホログラムであって、
前記光硬化性樹脂は、
ウレタンアクリレート　３０〜３５部
アクリレートモノマー　４０〜４５部
ビニルモノマー　　　　１５〜２０部
光重合開始剤　　　　　２〜６部
添加剤　　　　　　　　０．０１〜１部
を含むことを特徴とする計算機ホログラムである。
【０００８】
請求項３の発明は、計算機により干渉縞データを計算し、その干渉縞データに基づいて描画用矩形データを生成し、その描画用矩形データによって微細矩形パターンを描画して原版を作製し、その原版又は前記原版から複製した複製版に光硬化性樹脂を塗布し、光線を照射して硬化させることにより、微細矩形パターンを有する計算機ホログラムを複製する計算機ホログラムの製造方法であって、
前記光硬化性樹脂は、
ウレタンアクリレート　３０〜３５部
アクリレートモノマー　４０〜４５部
ビニルモノマー　　　　１５〜２０部
光重合開始剤　　　　　２〜６部
添加剤　　　　　　　　０．０１〜１部
を含むことを特徴とする計算機ホログラムの製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しくに説明する。
図１は、本発明による計算機ホログラムとその製造方法の実施形態を示す模式図である。
本実施形態の計算機ホログラム５の製造方法は、まず、図１（ａ）に示すように、干渉縞データに基づいた描画用矩形データの形状に対応した微細矩形パターン１ａを有する原盤１を作製する（原盤作製工程＃１０１）。この原盤１は、ガラス盤であり、その製造方法は、後述する図２で詳細に説明する。
【００１０】
次いで、図１（ｂ）に示すように、この原盤１の微細矩形パターン１ａの面に、紫外線硬化型樹脂２を塗布し（樹脂塗布工程＃１０２）、その上に基材３を重ね合わせた後に（基板積層工程＃１０３）、紫外線（ＵＶ）を照射して紫外線硬化型樹脂２を硬化させることにより（樹脂硬化工程＃１０４）、基材３に固着させて一体化させる。
【００１１】
そして、図１（ｃ）に示すように、基材３を硬化した樹脂層４と共に、原盤１から剥離すると（剥離工程＃１０５）、原盤１の微細矩形パターン１ａが正確に転写された樹脂層４が基板３上に形成される。
【００１２】
その結果、図１（ｄ）に示すように、微細矩形パターン４ａ付きの樹脂層４を基材３に有する計算機ホログラム５が得られる。
この場合に、樹脂層４は、後述する離型性が付与された紫外線硬化型樹脂２が使用されているため、小さな剥離力で原盤１から剥離することができる。
【００１３】
原盤作製工程＃１０１では、計算機ホログラム５を作製するために、干渉縞データを数値計算し、このデータを媒体に記録する。
図２は、本発明の実施形態のよる計算機ホログラム作製手順を示すフローチャートである。
＃２０１では、計算機ホログラムとして記録する３次元対象物体の形状をデジタルデータとして作成する。
【００１４】
＃２０２では、この３次元対象物体とホログラム面の配置を計算機内部で設定し、＃２０３では、ホログラム面上の干渉縞データを計算する。３次元対象物体の各サンプル点を点光源と考え複素振幅を設定し、また、参照光の照射角度や波長など、干渉縞の計算に必要なパラメーターを決定する。このパラメーターと所定の計算式により、干渉縞データを生成する。
【００１５】
＃２０４では、ＥＢ描画装置を用いて記録するために、干渉縞データに２値化処理を施す。ＥＢ描画装置は、データをＯＮ／ＯＦＦ制御で描画するため、干渉縞データを２値（縞の有無）に変換する必要がある。
＃２０５では、この２値化された干渉縞データをＥＢ描画用矩形データに変換する。
＃２０６では、レジスト材の塗布されたガラス基板にＥＢ描画し、原盤１を作製する。
【００１６】
紫外線硬化型樹脂２としては、ウレタンアクリレート、オリゴエステルアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、メラミンアクリレート等のアクリロイル基をもつ重合性オリゴマーもしくはモノマー、または、これらオリゴマー、モノマーとアクリル酸、アクリルアミド、アクリロニトリル、スチレン等の重合性ビニル基を含む単官能もしくは多官能モノマーとを配合したもの等に、光重合開始剤、増感剤もしくは所望の添加剤を添加したものが使用できる。
【００１７】
本実施形態において、紫外線硬化型樹脂２の各成分の最適な組成比（重量部）は、以下の通りである。
（１）ウレタンアクリレート　３０〜３５部
このウレタンアクリレートは、強靭性を付与する働きをするが、粘度が高いため入れすぎると紫外線硬化型樹脂の粘度が高くなる。例えば、ゴーセラックＵＶ−７５００Ｂ（日本合成化学）等が使用できる。
（２）アクリレートモノマー　　４０〜４５部
このアクリレートモノマーは、ウレタンアクリレートの粘度を下げながら、硬度、柔軟性を付与する働きをし、入れすぎると脆くなる。例えば、１，６ヘキサンジオールジアクリレート（東亞合成化学）、ジペンタエリスリトールトリアクリレート（東亞合成化学）等が使用できる。
（３）ビニルモノマー　　　　　１５〜２０部
このビニルモノマーは、粘度を下げるとともに、ポリカーボネートの密着性を付与する働きをする。例えば、ビニルピロリドン（東亞合成化学）等が使用できる。
（４）光重合開始剤　　　　　　２〜６部
この光重合開始剤は、反応開始剤であり、入れすぎると硬化物中に残留してしまい、脆くなる。例えば、１ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー）、ベンゾフェノン（日本化薬）等が使用できる。
（５）添加剤　　　　　　　　　　　０．０１〜１部
この添加剤は、ガラス原版からの離型性を付与する働きをし、入れすぎると他の成分と相溶せず、白濁する。例えば、ＴＳＦ４４４０（ＧＥ東芝シリコーン）等が使用できる。
【００１８】
また、基材３としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の合成樹脂を用いることができるが、ポリカーボネート樹脂が好ましい。
【００１９】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、図１の方法でスタンパ（複製版）を作製し、そのスタンパを原盤として、計算機ホログラム５を製造するようにしてもよい。
光硬化性樹脂として、紫外線硬化性樹脂を例に説明したが、電子線（ＥＢ）で硬化する電子線硬化性樹脂でもよい。
【００２０】
【実施例】
以下の比較例とともに実施例をあげて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、この実施例によって限定されるものではない。なお、各例中の組成割合は、特に記載がない限り、全て重量部を示す。
図３は、本発明の実施例１〜３を示す模式図である。
（実施例１）
実施例１として、以下の成分を混合して紫外線硬化性組成物を調整した。
ゴーセラックＵＶ−７５００Ｂ（日本合成化学）　　　　　　　　３５部
１，６ヘキサンジオールジアクリレート（東亞合成化学）　　　　３５部
ジペンタエリスリトールトリアクリレート（東亞合成化学）　　　１０部
ビニルピロリドン（東亞合成化学）　　　　　　　　　　　　　　１５部
１ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー）　　　２部
ベンゾフェノン（日本化薬）　　　　　　　　　　　　　　　　　　２部
ＴＳＦ４４４０（ＧＥ東芝シリコーン）　　　　　　　　　　　　　１部
【００２１】
この紫外線硬化性樹脂組成物の液を、表面に凹凸を有するホログラムガラス原版１に滴下し、これに基板として、０．４ｍｍ厚ポリカーボネート基板２を重ね合わせた後、高圧水銀灯を用いて６００ｍＪ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の紫外線を照射して樹脂層４を硬化させた。
そして、ポリカーボネート基板３をガラス原版１から剥離する際に要する剥離力を測定した。なお、硬化した樹脂層４は、ポリカーボネート基板３と一体化しており、硬化した樹脂層４にガラス原版１の凹凸が完全に転写された計算機ホログラム形成品５が得られた。
【００２２】
（実施例２）
実施例２として、以下の成分を混合して紫外線硬化性組成物を調整した。
ゴーセラックＵＶ−７５００Ｂ（日本合成化学）　　　　　　　　３０部
１，６ヘキサンジオールジアクリレート（東亞合成化学）　　　　３５部
ジペンタエリスリトールトリアクリレート（東亞合成化学）　　　１０部
ビニルピロリドン（東亞合成化学）　　　　　　　　　　　　　　２０部
１ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー）　　　２部
ベンゾフェノン（日本化薬）　　　　　　　　　　　　　　　　　　２部
ＴＳＦ４４４０（ＧＥ東芝シリコーン）　　　　　　　　　　　　　１部
【００２３】
この紫外線硬化性樹脂組成物の液を、表面に凹凸を有するホログラムガラス原版１に滴下し、これに基板として、０．４ｍｍ厚ポリカーボネート基板３を重ね合わせた後、高圧水銀灯を用いて６００ｍＪ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の紫外線を照射して樹脂層を硬化させた。
そして、ポリカーボネート基板３をガラス原版１から剥離する際に要する剥離力を測定した。なお、硬化した樹脂層４は、ポリカーボネート基板３と一体化しており、硬化した樹脂層４にガラス原版１の凹凸が完全に転写された計算機ホログラム形成品５が得られた。
【００２４】
（実施例３）
実施例３として、以下の成分を混合して光硬化性組成物を調整した。
ゴーセラックＵＶ−７５００Ｂ（日本合成化学）　　　　　　　　３５部
１，６ヘキサンジオールジアクリレート（東亞合成化学）　　　　２０部
ジペンタエリスリトールトリアクリレート（東亞合成化学）　　　２５部
ビニルピロリドン（東亞合成化学）　　　　　　　　　　　　　　１５部
１ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー）　　　２部
ベンゾフェノン（日本化薬）　　　　　　　　　　　　　　　　　　２部
ＴＳＦ４４４０（ＧＥ東芝シリコーン）　　　　　　　　　　　　　１部
【００２５】
この紫外線硬化性樹脂組成物の液を、表面に凹凸を有するホログラムガラス原版１に滴下し、これに基板として、０．４ｍｍ厚ポリカーボネート基板３を重ね合わせた後、高圧水銀灯を用いて６００ｍＪ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の紫外線を照射して樹脂層４を硬化させた。
そして、ポリカーボネート基板３をガラス原版１から剥離する際に要する剥離力を測定した。なお、硬化した樹脂層４は、ポリカーボネート基板３と一体化しており、硬化した樹脂層４にガラス原版１の凹凸が完全に転写された計算機ホログラム形成品５が得られた。
【００２６】
（比較例１）
図４は、計算機ホログラムの比較例１を示す模式図である。
比較例１として、以下の成分を混合して光硬化性組成物を調整した。
ゴーセラックＵＶ−７５００Ｂ（日本合成化学）　　　　　　　　５０部
１，６ヘキサンジオールジアクリレート（東亞合成化学）　　　　２５部
ジペンタエリスリトールトリアクリレート（東亞合成化学）　　　　５部
ビニルピロリドン（東亞合成化学）　　　　　　　　　　　　　　１５部
１ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー）　　　２部
ベンゾフェノン（日本化薬）　　　　　　　　　　　　　　　　　　２部
ＴＳＦ４４４０（ＧＥ東芝シリコーン）　　　　　　　　　　　　　１部
【００２７】
この紫外線硬化性樹脂組成物の液を、表面に凹凸を有するホログラムガラス原版１１に滴下し、これに基板として、０．４ｍｍ厚ポリカーボネート基板１３を重ね合わせた後、高圧水銀灯を用いて６００ｍＪ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の紫外線を照射して樹脂層を硬化させた。
そして、ポリカーボネート基板１３をガラス原版１１から剥離する際に要する剥離力を測定した。硬化した樹脂層１４は、ポリカーボネート基板１３と一体化しているが、硬化した樹脂層１４にガラス原版１１の凹凸１１ａは、完全に転写されなかった。
【００２８】
（比較例２）
図５は、計算機ホログラムの比較例２を示す模式図である。
比較例２として、以下の成分を混合して光硬化性組成物を調整した。
ゴーセラックＵＶ−７５００Ｂ（日本合成化学）　　　　　　　　３５部
ジペンタエリスリトールトリアクリレート（東亞合成化学）　　　４５部
ビニルピロリドン（東亞合成化学）　　　　　　　　　　　　　　１５部
１ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー）　　　２部
ベンゾフェノン（日本化薬）　　　　　　　　　　　　　　　　　　２部
ＴＳＦ４４４０（ＧＥ東芝シリコーン）　　　　　　　　　　　　　１部
【００２９】
この紫外線硬化性樹脂組成物の液を、表面に凹凸を有するホログラムガラス原版２１に滴下し、これに基板として、０．４ｍｍ厚ポリカーボネート基板２３を重ね合わせた後、高圧水銀灯を用いて６００ｍＪ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の紫外線を照射して樹脂層を硬化させた。
そして、ポリカーボネート基板２３をガラス原版２１から剥離する際に要する剥離力を測定した。硬化した樹脂層２４は、ポリカーボネート基板２３と一体化しているが、硬化した樹脂層２４にガラス原版２１の凹凸２１ａは、完全に転写されなかった。
【００３０】
（比較例３）
図６は、計算機ホログラムの比較例３を示す模式図である。
比較例３として、以下の成分を混合して光硬化性組成物を調整した。
１，６ヘキサンジオールジアクリレート（東亞合成化学）　　　　６０部
ジペンタエリスリトールトリアクリレート（東亞合成化学）　　　２０部
ビニルピロリドン（東亞合成化学）　　　　　　　　　　　　　　１５部
１ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー）　　　２部
ベンゾフェノン（日本化薬）　　　　　　　　　　　　　　　　　　２部
ＴＳＦ４４４０（ＧＥ東芝シリコーン）　　　　　　　　　　　　　１部
【００３１】
この紫外線硬化性樹脂組成物の液を、表面に凹凸を有するホログラムガラス原版３１に滴下し、これに基板として、０．４ｍｍ厚ポリカーボネート基板３３を重ね合わせた後、高圧水銀灯を用いて６００ｍＪ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の紫外線を照射して樹脂層を硬化させた。
そして、ポリカーボネート基板３３をガラス原版３１から剥離する際に要する剥離力を測定した。硬化した樹脂層３４は、ポリカーボネート基板３１と一体化しているが、硬化した樹脂層３４にガラス原版３１の凹凸３１ａは完全に転写されなかった。
【００３２】
上述した実施例１〜３及び比較例１〜３の剥離力測定結果、賦型物の形状を表１に示す。
【表１】
2004070059.tif 000003
【００３３】
実施例１〜３及び比較例１〜３の剥離力は、それぞれ、９．７、１０．０、１０．５、１４．１、１５．３、２０．３（ｇ／ｃｍ）であり、賦型性については、実施例１〜３は、良好であった（○）のに対して、比較例１〜３は、完全に転写されなかった（×）。
【００３４】
比較例１のように、ウレタンアクリレートの比率を多くすると、強靭性が向上するが、樹脂の粘度が高くなり、図４に示すように、微細矩形パターンに入りきらない。
【００３５】
比較例２では、ジベンタエリスチトールトリアクリレートは、反応性が高く硬化物も硬くなるが、１，６ヘキサンジオールジアクリレートより柔軟性が落ちるため、ガラス原板から剥離する際に、図５に示すように、樹脂内部で破壊が生じてしまう。
【００３６】
比較例３のように、ウレタンアクリレートを除くと、柔軟性がなくなり、硬いが脆い硬化物となり、図６に示すように、剥離時に樹脂内部で裂けてしまう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による計算機ホログラムとその製造方法の実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態のよる計算機ホログラム作製手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明のよる計算機ホログラムの実施例１〜３を示す模式図である。
【図４】計算機ホログラムの比較例１を示す模式図である。
【図５】計算機ホログラムの比較例２を示す模式図である。
【図６】計算機ホログラムの比較例３を示す模式図である。
【符号の説明】
１　ガラス原版
２　紫外線硬化性樹脂
３　ポリカーボネート基板
４　樹脂層
５　計算機ホログラム形成品
【図１】
2004070059.tif 000004
【図２】
2004070059.tif 000005
【図３】
2004070059.tif 000006
【図４】
2004070059.tif 000007
【図５】
2004070059.tif 000008
【図６】
2004070059.tif 000009