(57)【要約】【課題】表示品質に優れ、長期間の使用に際しても表示品質が維持される耐久性を有するホログラフィック光学素子を提供する。【解決手段】透明光学部材と、フォトポリマーを含む体積ホログラム記録層と、を有するホログラフィック光学素子であって、前記体積ホログラム記録層の外周端部の少なくとも一部は、前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっており、前記体積ホログラム記録層の中央部から、前記中央部よりも膜厚が薄くなっている前記外周端部に向かって、膜厚が連続的に小さくなる、ホログラフィック光学素子。【選択図】図１
2017223913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明光学部材と、フォトポリマーを含む体積ホログラム記録層と、を有するホログラフィック光学素子であって、
前記体積ホログラム記録層の外周端部の少なくとも一部は、前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっており、
前記体積ホログラム記録層の中央部から、前記中央部よりも膜厚が薄くなっている前記外周端部に向かって、膜厚が連続的に小さくなる、ホログラフィック光学素子。
【請求項２】
前記体積ホログラム記録層の平面形状が長方形状であり、かつ少なくとも前記長方形状の２つの短辺の外周端部が、前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっている、請求項１に記載のホログラフィック光学素子。
【請求項３】
前記体積ホログラム記録層の全外周端部が、前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっている、請求項１または２に記載のホログラフィック光学素子。
【請求項４】
前記体積ホログラム記録層の膜厚が連続的に小さくなっている領域において、前記中央部よりも膜厚が薄くなっている外周端部における体積ホログラム記録層の膜厚をｂ（μｍ）、前記中央部よりも膜厚が薄くなっている外周端部からの距離がｘ（μｍ）である位置をＸ、位置Ｘにおける体積ホログラム記録層の膜厚をａ（μｍ）としたとき、位置Ｘでの下記式（１）で表される膜厚変化率Ａ（Ｘ）が、０を超えて０．００４以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のホログラフィック光学素子。
【数１】
2017223913.tif 000009
【請求項５】
前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっている前記外周端部の膜厚が０〜１０μｍである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のホログラフィック光学素子。
【請求項６】
前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっている前記外周端部の膜厚が０〜５μｍである、請求項５に記載のホログラフィック光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
体積ホログラム記録層を有するホログラフィック光学素子は、光コンバイナとして機能し、光学レンズ、表示素子等に応用され、需要が高まりつつある。とりわけ、ヘッドマウントディスプレーやヘッドアップディスプレーなどの表示素子としてのホログラフィック光学素子は体積ホログラム記録層の透明性が高いが故、シースルータイプの表示素子として利用が可能である。
【０００３】
上記表示素子の需要の高まりや用途の多様化に伴い、ホログラフィック光学素子への要求性能は高まり、品質項目は多様化してきている。なかでも、素子全面に渡って良好な鮮鋭性が発揮されるよう、広画角性に優れたホログラフィック光学素子を得るための技術が鋭意検討されている。
【０００４】
鮮鋭性には収差特性、回折効率、反射率といった各要素が関連しており、これを向上させるためには種々の手法が用いられる。例えば、特許文献１のように、ホログラフィック光学素子に曲面を持たせることにより、収差特性を向上させ（中央部から周端部への収差を小さく維持して）、素子全面に渡ってイメージの鮮鋭性を高める技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３１０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、曲面を有するホログラフィック光学素子は、その形状に起因して、収差特性が向上するが、長期使用時に、とりわけ周端部において回折効率の低下や変色が起こり、表示品質の維持が困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、ホログラフィック光学素子全体に亘って表示品質が優れ、長期間の使用に際しても表示品質が維持される耐久性を有するホログラフィック光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った。その結果、透明光学部材と、フォトポリマーを含む体積ホログラム記録層と、を有するホログラフィック光学素子であって、前記体積ホログラム記録層の外周端部の少なくとも一部は、前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっており、前記体積ホログラム記録層の中央部から、前記中央部よりも膜厚が薄くなっている前記外周端部に向かって、膜厚が連続的に小さくなる、ホログラフィック光学素子により、上記課題が解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、表示品質に優れ、長期間の使用に際しても表示品質が維持される耐久性を有するホログラフィック光学素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るホログラフィック光学素子の構成の一例を示す断面概略図である。
【図２】ホログラフィ露光に用いる露光装置の一例を示す概略図である。
【図３】ホログラフィ露光の概略を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るホログラフィック光学素子を用いたヘッドマウントディスプレーの一例を示す概略図であり、（ａ）は平面概略図であり、（ｂ）は側面概略図であり、（ｃ）は正面概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るホログラフィック光学素子を用いたヘッドアップディスプレーの構成を示す概略図である。
【図６】ブレードコーター５０Ａを説明するための断面概略図である。
【図７】実施例１で形成された積層体（感光層付きフィルム）を示す概略図である。
【図８】実施例１で得られたホログラフィック光学素子１０Ｂを説明するための概略図であり、（ａ）は断面概略図であり、（ｂ）は平面概略図であり、（ｃ）は側面概略図である。
【図９】ブレードコーター５０Ｂを説明するための概略図であり、（ａ）は断面概略図であり、（ｂ）は側面概略図である。
【図１０】ブレードコーター５０Ｃを説明するための概略図であり、（ａ）は断面概略図であり、（ｂ）は側面概略図である。
【図１１】実施例６で得られたホログラフィック光学素子１０Ｃを説明するための概略図であり、（ａ）は断面概略図であり、（ｂ）は平面概略図であり、（ｃ）は側面概略図である。
【図１２】実施例７で得られたホログラフィック光学素子１０Ｄを説明するための概略図であり、（ａ）は断面概略図であり、（ｂ）は平面概略図であり、（ｃ）は側面概略図である。
【図１３】比較例１で得られたホログラフィック光学素子１０Ｅを説明するための概略図であり、（ａ）は断面概略図であり、（ｂ）は平面概略図であり、（ｃ）は側面概略図である。
【図１４】膜厚変化率（Ａ（Ｘ））の算出に用いる各パラメータを示す断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態であるホログラフィック光学素子について説明する。
【００１２】
なお、以下の説明においては、ホログラフィ露光（干渉露光）前の重合性モノマーを含む層を感光層と称し、感光層にホログラフィ露光を行って体積ホログラムが記録された層を体積ホログラム記録層と称する。また、説明の便宜上、体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっている体積ホログラム記録層の外周端部を、「薄膜部」とも称する。
【００１３】
本実施形態のホログラフィック光学素子は、透明光学部材と、フォトポリマーを含む体積ホログラム記録層と、を有する。そして、本実施形態のホログラフィック光学素子は、前記体積ホログラム記録層の外周端部の少なくとも一部は、前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっており、前記体積ホログラム記録層の中央部から前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっている前記外周端部（薄膜部）に向かって、膜厚が連続的に小さくなっている。このような本実施形態のホログラフィック光学素子は、表示品質に優れ、長期間の使用に際しても表示品質が維持される耐久性を有する。このような本実施形態のホログラフィック光学素子により、上記のような効果が得られる詳細な理由は不明であるが、以下のメカニズムが作用していると考えられる。
【００１４】
体積ホログラム記録層は、高屈折率領域と低屈折率領域との回折格子より構成される。体積ホログラム記録層が酸素や外部光に長い時間曝されると、回折格子が変質して回折効率の低下や透明性の低下（変色）を招く。これは、回折格子の高屈折率領域が、酸素存在下で外部光から光エネルギーを吸収し、酸化劣化していくためであると考えられる。このような酸化劣化は、酸素が侵襲し易い体積ホログラム記録層の外周端部ほど著しくなる。本実施形態のホログラフィック光学素子は、体積ホログラム記録層の中央部から外周端部に向かって、膜厚が連続的に小さくなっており、外部光からの光エネルギー吸収を減らすことができる。その結果、とりわけ外周端部の体積ホログラム記録層の酸化劣化を抑制し、長期に亘り回折格子の変質を抑制することができ、ホログラフィック光学素子面内での回折効率や透明性などの光学特性が向上する。
【００１５】
また、体積ホログラム記録層の膜厚が小さくなると、回折効率は低くなる（一方、回折光の波長範囲は広くなる）が、本実施形態のように、体積ホログラム記録層の膜厚を中央部から外周端部（薄膜部）に向かって連続的に小さくすることで、ホログラフィック光学素子面内での回折効率の変動は小さくなる。
【００１６】
さらに、ホログラフィック光学素子に映像を投影する光源としてＬＥＤ光源を用いた場合、ＬＥＤ光源は発光波長に幅を有しているため、ＬＥＤ光源によって体積ホログラム記録層に投影される表示映像の輝度は、膜厚が小さくなってもその変動は小さくなる。それゆえ、ホログラフィック光学素子全面に亘って表示画像の連続性が確保され優れた表示品質となり、上述のような光学特性の維持によって、表示品質の耐久性が得られる。
【００１７】
なお、上記メカニズムは推測によるものであり、本実施形態のホログラフィック光学素子が上記メカニズムによって何ら制限されるものではない。
【００１８】
以下、好ましい実施形態について、図面を参照してより詳細に説明するが、下記の実施形態のみには限定されない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１９】
本明細書において、範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」はＸおよびＹを含み、「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０〜２５℃）／相対湿度４０〜５０％ＲＨの条件で測定する。
【００２０】
［ホログラフィック光学素子の全体構成］
はじめに、本実施形態のホログラフィック光学素子の全体の構成を説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態のホログラフィック光学素子の典型的な構成を示す断面概略図である。ホログラフィック光学素子１０Ａは、透明光学部材２１Ａ、２１Ｂと、体積ホログラム記録層２２と、を含む。本実施形態の体積ホログラム記録層２２の外周端部の少なくとも一部に、中央部２２Ａよりも膜厚が薄い薄膜部２２Ｂを有し、中央部２２Ａから薄膜部２２Ｂに向かって、膜厚が連続的に小さくなっている。かような形態であることにより、表示品質に優れ、長期間の使用に際しても表示品質が維持される耐久性を有する。
【００２２】
なお、図１に示すホログラフィック光学素子１０Ａは、透明光学部材２１Ａおよび２１Ｂが、体積ホログラム記録層２２を直接挟持する形態であるが、これらの各層の間には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、他の層や基材（フィルム）を含んでいてもよい。
【００２３】
以下、各層（部材）について、それぞれ説明する。
【００２４】
［透明光学部材］
透明光学部材の材料は、光学的に透明であればよく、公知の材料を適宜選択して用いることができる。なお、本明細書中、「透明」とは、可視光波長領域における全光線透過率が６０％以上であることをいう。材料の例としては、例えば、ガラス、シリコン、石英などの無機材料；アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフトエート、ポリエチレン、ポリプロピレン、アモルファスポリオレフィン、トリアセチルセルロース等の酢酸セルロース、水和セルロース、硝酸セルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン、ポリエポキシド、ポリスルホン、セルロースアシレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル）、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリジシクロペンタジエンなどの有機材料；等が挙げられる。これら材料は、単独でもまたは２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
透明光学部材の形状は、プリズムや基板等の構造体であってもよいし、板状、シート状、フィルム状等の形状であってもよく、特に制限されない。
【００２６】
また、該透明光学部材は、曲面を有していてもよい。曲面の形状の例としては、シリンドリカル形状（円柱状）、球面状、凸レンズ状、凹レンズ状等が挙げられ、特に制限されない。係る曲面の形状の曲率は、画像を表示する光学素子の瞳に対する設置位置によって適宜変更され、設置位置が近いほど曲率が大きくなる。光学素子と瞳との距離をＲとしたとき、曲率は１／Ｒと同等もしくはそれより小さいことが好ましい。また曲率は、透明光学部材の曲面に渡って一定であってもよく、変化していてもよい。変化する場合、透明光学部材の周端部に向かって、小さくなっていくことが好ましい。
【００２７】
透明光学部材は、上記材料を、例えば金型を用いて公知の条件によって射出成形、押出成形等の成形を行うことで得ることができる。
【００２８】
透明光学部材の大きさとしては、特に制限はなく、用いる用途などに応じて適宜選択することができる。透明光学部材の製造方法は、特に制限されず、たとえば構造体の場合は、金型を用いて成形する公知の方法が挙げられる。板状、フィルム状またはシート状の場合は、溶融押出法、溶液キャスト法（溶液流延法）、カレンダー法、圧縮成形法等、従来公知の方法を用いて成形を行う方法が挙げられる。
【００２９】
本実施形態のホログラフィック光学素子は、上記透明光学部材を少なくとも１つ有していればよいが、図１に示すように、一対の透明光学部材が体積ホログラム記録層を挟持するように設置されることが好ましい。係る透明光学部材は、体積ホログラム記録層が挟持される形態であれば、プリズムや基板などの構造体であってもよいし、フィルム状やシート状であってもよい。しかしながら、体積ホログラム記録層を安定に保持するという観点から、少なくとも１つはプリズムや基板などの構造体であることが好ましい。
【００３０】
［体積ホログラム記録層］
体積ホログラム記録層は、その層内において、高屈折率領域と低屈折率領域とからなる回折格子を有している。体積ホログラム記録層は、重合性モノマー、ならびに、必要に応じて添加される、光重合開始剤、およびマトリクス樹脂またはその前駆体を含有する感光層（体積ホログラム前駆体層）に対して、少なくともホログラフィ露光を行い、該感光層内に高屈折率領域と低屈折率領域とからなる回折格子を形成することにより作製される。このように、ホログラフィ露光を行うことにより、上記重合性モノマーが重合する結果、体積ホログラム記録層は、フォトポリマーを含む。なお、本明細書中、「フォトポリマー」とは、上記感光層に含まれる重合性モノマーが重合した結果得られる高分子のことをいう。
【００３１】
体積ホログラム記録層の前駆体となる感光層の形成方法は特に制限されないが、例えば、ラジカル重合性モノマー、ならびに必要に応じて添加される、光重合開始剤、マトリクス樹脂またはその前駆体等を含有する感光性組成物を透明光学部材上に塗布し、乾燥することにより形成されると好ましい。
【００３２】
感光層の形成に用いられる感光性組成物は、ラジカル重合性モノマーの他、光重合開始剤、マトリクス樹脂またはその前駆体、増感剤、連鎖移動剤、溶媒等を含みうる。以下、これらの成分について説明する。
【００３３】
＜ラジカル重合性モノマー＞
ラジカル重合性モノマーとしては、比較的高屈折率を呈するものが好ましく、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、２，３−ジブロモプロピルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジブロモネオペンチルグリコールジアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、２−フェノキシメチルメタクリレート、フェノールエトキシレートモノアクリレート、２−（ｐ−クロロフェノキシ）エチルアクリレート、ｐ−クロロフェニルアクリレート、フェニルアクリレート、２−フェニルエチルアクリレート、２−（１−ナフチルオキシ）エチルアクリレート、ｏ−ビフェニルメタクリレート、ｏ−ビフェニルアクリレート、スチレン、メトキシスチレン、ベンジルアクリレート、フェニルアクリレート、２−フェニルエチルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、２−フェノキシエチルメタクリレート、フェノールエトキシレートアクリレート、メチルフェノキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、１，４−ベンゼンジオールジメタクリレート、１，４−ジイソプロペニルベンゼン、１，３，５−トリイソプロペニルベンゼン、ベンゾキノンモノメタクリレート、２−（１−ナフチロキシ）エチルアクリレート、２，３−ナフタレンジカルボン酸（アクリロキシエチル）モノエステル、ジフェノール酸のジ（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、β−アクリロキシエチルハイドロゲンフタレート、２，２−ジ（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパンジアクリレート、２，３−ジ（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパンジメタクリレート、２，２−ジ（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパンジメタクリレート、ポリオキシエチル−２，２−ジ（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパンジメタクリレート、ビスフェノールＡのジ（２−メタクリロキシエチル）エーテル、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、ビスフェノールＡのジ（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、ビスフェノールＡのジ（２−アクリロキシエチル）エーテル、２，２−ビス（４−アクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−メタクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）メタン、ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）メタン、２−クロロスチレン、２−ブロモスチレン、２−（ｐ−クロロフェノキシ）エチルアクリレート、テトラクロロビスフェノールＡのジ（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、テトラクロロビスフェノールＡのジ（２−メタクリロキシエチル）エーテル、テトラブロモビスフェノール−Ａのジ（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、テトラブロモビスフェノールＡのジ（２���メタクリロキシエチル）エーテル、ビス（４−アクリロキシエトキシ−３，５−ジプロモフェニル）メタン、ビス（４−メタクリロキシエトキシ−３，５−ジプロモフェニル）メタン、２，２−ビス（４−アクリロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−メタクリロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、ビス（４−アクリロキシエトキシフェニル）スルホン、ビス（４−メタクリロキシエトキシフェニル）スルホン、ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）スルホン、ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）スルホン、ビス（４−アクリロキシプロポキシフェニル）スルホン、ビス（４−メタクリロキシプロポキシフェニル）スルホン、ジエチレンジチオグリコールジアクリレート、ジエチレンジチオグリコールジメタクリレート、トリフェニルメチルチオアクリレート、２−（｛［３−（メチルスルファニル）フェニル］カルバモイル｝オキシ）エチルプロパ−２−エノエート、２−（トリシクロ［５，２，１０２，６］ジブロモデシルチオ）エチルアクリレート、Ｓ−（１−ナフチルメチル）チオアクリレート、特開平２−２４７２０５号公報や特開平２−２６１８０８号公報に記載の分子内に少なくとも硫黄原子を２個以上含むエチレン性不飽和結合含有化合物、Ｎ−ビニルカルバゾール、２−（９−カルバゾリル）エチルアクリレート、２−〔β−（Ｎ−カルバジル）プロピオニロキシ〕エチルアクリレート、２−ナフチルアクリレート、ペンタクロロフェニルアクリレート、２，４，６−トリブロモフェニルアクリレート、２−（２−ナフチルオキシ）エチルアクリレート、Ｎ−フェニルマレイミド、ｐ−ビフェニルメタクリレート、２−ビニルナフタレン、２−ナフチルメタクリレート、２，３−ナフタリンジカルボン酸（２−アクリロキシエチル）（３−アクリロキシプロピル−２−ヒドロキシ）ジエステル、Ｎ−フェニルメタクリルアミド、ｔ−ブチルフェニルメタクリレート、ジフェン酸（２−メタクリロキシエチル）モノエステル、ジフェン酸（２−アクリロキシエチル）（３−アクリロキシプロピル−２−ヒドロキシ）ジエステル、４，５−フェナントレンジカルボン酸（２−アクリロキシエチル）（３−アクリロキシプロピル−２−ヒドロキシ）ジエステルなどが挙げられる。
【００３４】
また、ラジカル重合性モノマーとして、９，９−ジアリールフルオレン骨格を有し、分子中に少なくとも一つのエチレン性不飽和結合を有するものが挙げられる。具体的には下記構造を有する化合物である。
【００３５】
【化１】
2017223913.tif 000003
【００３６】
ここで、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、末端にアクリロイル基またはメタクリロイル基を含むラジカル重合性基である。好ましい形態としては、末端にアクリロイル基またはメタクリロイル基を有しオキシエチレン鎖、オキシプロピレン鎖、ウレタン結合、アミド結合などを介して、上記化合物のベンゼン環と結合し得る基である。
【００３７】
また、Ｘ１〜Ｘ４は、それぞれ独立して、水素原子または置換基である。置換基の具体例としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、ハロゲン原子などが挙げられる。
【００３８】
また、フェニルイソシアネート化合物と、一分子中にヒドロキシ基およびアクリロイル基等のエチレン性不飽和二重結合を有する基を有する化合物とによる縮合物からなるウレタンアクリレートも利用できる。具体的には、以下の構造を有する化合物である。
【００３９】
【化２】
2017223913.tif 000004
【００４０】
上記化学式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）中、Ｒは、それぞれ独立して、エチレン性不飽和二重結合を有する基であり、Ｘは、それぞれ独立して、単結合、酸素原子、または直鎖状、分枝状、もしくは環状の２価の脂肪族炭化水素基である。
【００４１】
また、下記化学式（ＩＶ）で表される構造を有する化合物も使用することができる。
【００４２】
【化３】
2017223913.tif 000005
【００４３】
上記化学式（ＩＶ）中、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜６のアルキル基、トリフルオロメチル基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、炭素数１〜６のアルキルセレノ基、炭素数１〜６のアルキルテルロ基、またはニトロ基であり、Ｒ６およびＲ７は、それぞれ独立して、水素原子、または炭素数１〜６のアルキル基である。
【００４４】
Ａは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜６のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜６のアルケニレン基、または２〜６個のエチレンオキシド単位またはプロピレンオキシド単位を有するポリアルキレンオキシド基である。
【００４５】
なかでも、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数１〜６のアルキルチオ基であり、Ｒ６およびＲ７は、水素原子であり、Ａは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜６のアルキレン基であると好ましい。
【００４６】
これらのラジカル重合性モノマーのなかでも、置換または未置換のフェニル基を有するモノマー、置換または未置換のナフチル基を有するモノマー、３個までの環を有する置換または未置換の複素環式芳香族部分を有するモノマー、塩素原子を有するモノマー、臭素原子を含有するモノマーは、その屈折率が比較的高いため、好ましい。
【００４７】
上記ラジカル重合性モノマーは、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００４８】
感光性組成物中のラジカル重合性モノマーの含有量は、感光性組成物の全量に対して１〜２５質量％であることが好ましく、５〜２０質量％であることがより好ましい。
【００４９】
＜光重合開始剤（ラジカル重合開始剤）＞
光重合開始剤は、ホログラフィ露光における、特定波長のレーザー光またはコヒーレンス性に優れた光の照射によって、ラジカル重合性モノマーの光重合を開始させる剤である。かような反応に用いることができるラジカル重合開始剤として、例えば米国特許第４７６６０５５号明細書、同第４８６８０９２号明細書、同第４９６５１７１号明細書、特開昭５４−１５１０２４号公報、同５８−１５５０３号公報、同５８−２９８０３号公報、同５９−１８９３４０号公報、同６０−７６７３５号公報、特開平１−２８７１５号公報、同４−２３９５０５号公報および「プロシーディングス・オブ・コンフェレンス・オン・ラジエーション・キュアリング・エイジア（ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ  ＯＦ  ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ  ＯＮ  ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ  ＣＵＲＩＮＧ  ＡＳＩＡ）」（ｐｐ．４６１〜４７７、１９８８年）等に記載されている公知の重合開始剤が使用できるが、これらに制限されない。
【００５０】
光重合開始剤（ラジカル重合開始剤）の具体例として、例えば、ジアリールヨードニウム塩類、２，４，６−置換−１，３，５−トリアジン類（トリアジン系化合物）、アゾ化合物、アジド化合物、有機過酸化物、有機ホウ素酸塩、オニウム塩類、ハロゲン化炭化水素誘導体、チタノセン化合物、モノアシルホスフィンオキサイド、ビスアシルホスフィンオキサイド、ビスアシルホスフィンオキサイドとα−ヒドロキシケトンとの組み合わせなどが挙げられる。また、チオール化合物などの水素供与体とビスイミダゾール誘導体との併用によるラジカル重合開始剤システムも利用できる。これらラジカル重合開始剤は、単独でもまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５１】
光重合開始剤（ラジカル重合開始剤）の使用量は、ラジカル重合性モノマー１００質量部に対して好ましくは０．０５〜５０質量部、より好ましくは０．１〜３０質量部である。
【００５２】
＜増感剤＞
上記感光性組成物は、ラジカル重合開始剤に対する増感機能を有する増感剤を含んでもよい。このような増感剤は、４００〜８００ｎｍ、特に４５０〜７００ｎｍの範囲に吸収極大波長を有する。これらの増感剤が上記範囲の光を吸収し、これにより光重合開始剤（ラジカル重合開始剤）に対して増感作用が生じる。
【００５３】
このような増感剤としては、例えば、シアニン系色素、スチリル系色素等のポリメチン系化合物、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ピロニンＧＹ等のキサンテン系化合物、サフラニンＯ等のフェナジン系化合物、クレシルバイオレット、ブリリアントクレシルブルー等のフェノキサジン系化合物、メチレンブルー、ニューメチレンブルー等のフェノチアジン系化合物、オーラミン等のジアリールメタン系化合物、クリスタルバイオレット、ブリリアントグリーン、リサミングリーン等のトリアリールメタン系化合物、（チオ）ピリリウム塩系化合物、スクアリリウム系化合物、クマリン系色素、チオキサンテン系色素、アセン系色素、メロシアニン系色素、チアゾリウム系色素等が挙げられる。これら増感剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００５４】
増感剤を用いる場合の使用量は、ラジカル重合開始剤１００質量部に対して１〜２０００質量部が好ましく、２０〜１５００質量部がより好ましい。
【００５５】
＜連鎖移動剤＞
上記感光性組成物は、連鎖移動剤を含んでもよい。連鎖移動剤としては、特に限定されず、公知のラジカル連鎖移動剤を使用することができる。
【００５６】
連鎖移動剤としては、例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｔ−ブチルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、５−クロロ−２−メルカプトベンゾチアゾール、４−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−チオール、６−エトキシ−２−メルカプトベンゾチアゾール等のメルカプタン類；テトラメチルチウラジウムジスルフィド、テトラエチルチウラジウムジスルフィドなどのジスルフィド類；四塩化炭素、四臭化炭素などのハロゲン化合物；２−メチル−１−ブテン、α−メチルスチレンダイマー等のオレフィン類；等が挙げられる。これら連鎖移動剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００５７】
連鎖移動剤を用いる場合の使用量は、ラジカル重合性モノマー１００質量部に対して好ましくは０．０５〜５０質量部、より好ましくは０．１〜３０質量部である。
【００５８】
＜マトリクス樹脂またはその前駆体＞
マトリクス樹脂は、体積ホログラム記録層の膜厚の均一性、耐熱性、機械的物性等を向上させ、ホログラフィ露光により形成されるホログラムを安定化させる働きを有する。また、体積ホログラム記録層形成時には、重合性モノマーやフォトポリマーの拡散移動現象を阻害しない、または効率よく発現させる機能を有し得る。
【００５９】
該マトリクス樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂等、いずれも制限なく使用することができる。また、これら樹脂にポリシロキサン鎖やパーフルオロアルキレン鎖で修飾したものなども使用することができる。マトリクス樹脂は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００６０】
熱可塑性樹脂の例としては、例えば、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラート、ポリビニルホルマール、ポリビニルカルバゾール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリメタクリロニトリル、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ−１，２−ジクロロエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、テトラフルオロエチレン−酢酸ビニル共重合体、シンジオタクチック型ポリメチルメタクリレート、ポリ−α−ビニルナフタレート、ポリカーボネート、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチラート、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、ポリ−ｏ−メチルスチレン、ポリ−ｐ−メチルスチレン、ポリ−ｐ−フェニルスチレン、ポリ−２，５−ジクロロスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニリデン、水素化スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンやヘキサフルオロエチレンとビニルアルコール、ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルアセタール、ビニルブチラールなどとの共重合体、（メタ）アクリル酸環状脂肪族エステルとメチル（メタ）アクリレートとの共重合体、ポリ酢酸ビニル、メチルメタクリレート−エチルアクリレート−アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００６１】
熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル、アクリルウレタン樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂、エポキシ変性不飽和ポリエステル、ポリウレタン、アルキド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００６２】
活性エネルギー線硬化性樹脂としては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、アクリル変性ポリエステル等が挙げられる。これらの活性エネルギー線硬化性樹脂に、架橋構造、粘度の調整等を目的として、下記のようなその他の単官能または多官能モノマー、オリゴマー等を包含させることができる。例えば、単官能ではテトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ビニルピロリドン、（メタ）アクリロイルオキシエチルサクシネート、（メタ）アクリロイルオキシエチルフタレート等のモノ（メタ）アクリレート、多官能では骨格構造で分類するとポリオール（メタ）アクリレート（エポキシ変性ポリオール（メタ）アクリレート、ラクトン変性ポリオール（メタ）アクリレート等）、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、その他ポリブタジエン系、イソシアヌール酸系、ヒダントイン系、メラミン系、リン酸系、イミド系、ホスファゼン系等の骨格を有するポリ（メタ）アクリレートであり、紫外線、電子線硬化性である様々なモノマー、オリゴマー、ポリマーが利用できる。
【００６３】
上記の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、または活性エネルギー線硬化性樹脂を用いる場合は、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛等の金属石鹸、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド等の有機過酸化物、ベンゾフェノン、アセトフェノン、アントラキノン、ナフトキノン、アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルスルフィド等の熱または活性エネルギー線硬化剤を、感光性組成物に含有させることができる。
【００６４】
熱硬化性樹脂や活性エネルギー線硬化性樹脂を用いる場合には、未硬化の樹脂を含む感光層を形成した後、加熱または活性エネルギー線照射により硬化を行うことができる。硬化は、ホログラフィ露光の前に行ってもよいし後に行ってもよい。
【００６５】
また、マトリクス樹脂の前駆体を用いてもよい。該前駆体としては、付加重合することによりポリウレタンを形成するイソシアネート化合物およびポリオール化合物が挙げられる。
【００６６】
イソシアネート化合物としては、１分子中に２つ以上のイソシアネート基を有するものが好ましいが、その種類は特に制限されない。１分子中のイソシアネート基の数が少ないと、マトリクス樹脂として必要な硬さが得られなくなる場合がある。１分子中のイソシアネート基の数の上限は特に制限されないが、通常２０以下程度であり、８以下であると好ましく、４以下であるとさらに好ましい。１分子中に２つ以上のイソシアネート基を有するものであれば、その種類は特に制限されない。
【００６７】
本実施形態で使用されるイソシアネート化合物の例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）等の脂環族イソシアネート；トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレン−１，５’−ジイソシアネート等の芳香族イソシアネート；およびこれらの多量体またはその誘導体等が挙げられる。
【００６８】
また、この他に、水、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類とこれら上記のイソシアネート化合物との反応物等を挙げることができる。
【００６９】
これらイソシアネート化合物は、単独でもまたは２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
ポリオール化合物としては、ポリプロピレンポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、トリメチロールプロパン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
【００７１】
これらポリオール化合物は、単独でもまたは２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００７２】
イソシアネート化合物とポリオール化合物とを付加重合させる触媒を感光性組成物中に配合することができる。触媒を使うことにより室温で硬化させることができるが、加熱して硬化させてもよい。硬化時の温度としては４０〜９０℃の範囲が好ましく、硬化時間は１〜２４時間が好ましい。
【００７３】
触媒の例としては、通常のウレタン化反応触媒、例えば、ジラウリン酸ジブチルスズ、ジラウリン酸ジオクチルスズ、ジオクタン酸ジブチルスズ等のスズ化合物、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の三級アミン化合物などが挙げられる。これらのうちスズ化合物は溶解性や媒体としての性能がよく、特に、ジラウリン酸ジブチルスズが好ましい。
【００７４】
触媒の使用量は、イソシアネート化合物およびポリオール化合物の合計量に対して、０．０００１質量％以上が好ましく、０．００１質量％以上がより好ましく、また、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。なお、これら触媒を用いる場合は、感光層塗膜の均一性確保の観点から、感光性組成物を隣接層上に塗布する１０分前以内に感光性組成物中に添加することが好ましい。
【００７５】
また、マトリクス樹脂の別の前駆体として、カチオン重合性モノマーを用いてもよい。カチオン重合性モノマーから得られるマトリクス樹脂は、膜強度に優れた体積ホログラム記録層の作製を可能とする。
【００７６】
係るカチオン重合性モノマーの具体例としては、ジグリセロ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、１，４−ビス（２，３−エポキシプロポキシパーフルオロイソプロピル）シクロヘキサン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、レゾルシン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、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、パラ−ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、オルソフタル酸ジグリシジルエステル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，２，７，８−ジエポキシオクタン、１，６−ジメチロールパーフルオロヘキサンジグリシジルエーテル、４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシパーフルオロイソプロピル）ジフェニルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシシクロヘキシルオキシラン、１，２，５，６−ジエポキシ−４，７−メタノペルヒドロインデン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−３’，４’−エポキシ−１，３−ジオキサン−５−スピロシクロヘキサン、１，２−エチレンジオキシ−ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメタン）、４’，５’−エポキシ−２’−メチルシクロヘキシルメチル−４，５−エポキシ−２−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、エチレングリコール−ビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、ビス−（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ジ−２，３−エポキシシクロペンチルエーテル、ビニル−２−クロロエチルエーテル、ビニル−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールエタントリビニルエーテル、ビニルグリシジルエーテル等が挙げられる。これらカチオン重合性モノマーは、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００７７】
上記カチオン重合性モノマーを用いる場合は、光カチオン重合開始剤、熱カチオン重合開始剤を用いてもよい。
【００７８】
光カチオン重合開始剤の具体例としては、例えばヨードニウム塩類、トリアリールスルホニウム塩類などが挙げられる。ヨードニウム塩類として具体的には、ヨードニウムのテトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサフルオロアンチモネート、トリフルオロメタンスルホネート、９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート等が挙げられる。トリアリールスルホニウム塩類として具体的には、トリアリールスルホニウム、トリフェニルスルホニウム、４−ｔ−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、トリス（４−メトキシフェニル）スルホニウム、４−チオフェニルトリフェニルスルホニウム等スルホニウムのテトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサフルオロアンチモネート、トリフルオロメタンスルホネート、９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート等が挙げられる。これら光カチオン性重合開始剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００７９】
熱カチオン重合開始剤の具体例としては、例えばトリフル酸塩、三弗化硼素エーテル錯化合物、三弗化硼素等のようなカチオン系またはプロトン酸触媒が挙げられ、好ましい熱カチオン重合開始剤としては、トリフル酸塩である。具体例としては、３Ｍ社から「ＦＣ−５２０」として入手できるトリフル酸ジエチルアンモニウム、トリフル酸トリエチルアンモニウム、トリフル酸ジイソプロピルアンモニウム、トリフル酸エチルジイソプロピルアンモニウム等（これらの多くはＲ．Ｒ．Ａｌｍによって１９８０年１０月発行のモダン・コーティングス（Ｍｏｄｅｒｎ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ）に記載されている）がある。また、活性エネルギー線カチオン重合開始剤としても用いられる芳香族オニウム塩のうち、熱によりカチオン種を発生するものがあり、これらも熱カチオン重合開始剤として用いることができる。例としては、「サンエイド（登録商標）ＳＩ−６０Ｌ」、「サンエイド（登録商標）ＳＩ−８０Ｌ」および「サンエイド（登録商標）ＳＩ−１００Ｌ」（以上三新化学工業株式会社製）がある。マトリクス樹脂としてカチオン重合性モノマーを用いる場合、光カチオン重合開始剤もしくは熱カチオン重合開始剤の使用量は、カチオン重合性モノマー１００質量部に対して０．０５〜５０質量部が好ましく、０．１〜３０質量部がより好ましい。
【００８０】
感光性組成物中のマトリクス樹脂もしくはその前駆体の含有量は、感光性組成物の全質量に対して１〜４０質量％であることが好ましく、１〜３５質量％であることがより好ましく、５〜３３質量％であることがさらに好ましい。
【００８１】
＜溶媒＞
感光性組成物は、塗工する際に必要に応じて溶媒を用いてもよい。ただし、感光性組成物に、常温で液状である成分が含有されている場合は、溶媒が必要ない場合もある。
【００８２】
溶媒としては、例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂肪族系溶媒；メチルエチルケトン（２−ブタノン）、アセトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒；ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アニソール、フェネトールなどのエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールジアセテートなどのエステル系溶媒；トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブ系溶媒；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶媒；テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶媒；ジクロロメタン、クロロホルムなどのハロゲン系溶媒；アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の極性溶媒などが挙げられる。これら溶媒は、単独でもまたは２種以上を組み合わせても用いることができる。
【００８３】
＜その他の添加剤＞
感光性組成物は、上記効果を損なわない限り、必要に応じて、可塑剤、相溶化剤、重合抑制剤、界面活性剤、シランカップリング剤、消泡剤、剥離剤、安定化剤、酸化防止剤、難燃剤、光学増白剤、紫外線吸収剤等の添加剤をさらに含んでもよい。
【００８４】
（感光性組成物の調製方法）
感光性組成物は、上記した各成分を一括または順次混合することにより得ることができる。混合の際用いる装置としては、例えば、マグネチックスターラー、ホモディスパー、クイックホモミキサー、プラネタリーミキサーなどの攪拌または混合装置が挙げられる。得られた感光性組成物は、必要に応じて、濾過してから用いてもよい。
【００８５】
［体積ホログラム記録層の形状］
本実施形態のホログラフィック光学素子が有する体積ホログラム記録層は、外周端部の少なくとも一部が、前記体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっており、前記体積ホログラム記録層の中央部から、前記中央部よりも膜厚が薄くなっている前記外周端部に向かって、膜厚が連続的に小さくなっている。このような形態の体積ホログラム記録層を有するホログラフィック光学素子は、表示品質に優れ、長期間の使用に際しても表示品質が維持される耐久性を有する。
【００８６】
体積ホログラム記録層の平面形状は、特に制限されず、三角形状、正方形状、長方形状、円形状、半円形状、楕円形状、五角形以上の多角形状等が挙げられる。なかでも、上記効果をより発揮させるという観点から、該体積ホログラム記録層は、平面形状が長方形状であり、かつ少なくとも前記長方形状の２つの短辺の外周端部が薄膜部であることが好ましい（例えば、図１１および図１２に示す形態）。本願の効果をさらに発揮させるという観点から、体積ホログラム記録層の全外周端部が薄膜部であることが好ましい（例えば、図１２に示す形態）。なお、体積ホログラム記録層の平面形状が長方形である場合、４つの角部は直角であってもよいし（図１１参照）、Ｒ形状（図１２参照）や面取り形状等であってもよい。
【００８７】
本実施形態に係る体積ホログラム記録層は、中央部において最大の膜厚を有しており、薄膜部に向かって膜厚が連続的に小さくなっている。該中央部の膜厚は１５μｍ〜５０μｍであることが好ましい。この範囲であると、適度な回折効率と透明性とを確保することができる。
【００８８】
また、本実施形態に係る体積ホログラム記録層の薄膜部の膜厚は、０〜１５μｍであることが好ましく、０〜１０μｍであることがより好ましく、０〜５μｍであることがさらに好ましい。この範囲であると、薄膜部での酸化劣化が大幅に抑制され、長期間の使用に際しても表示品質が維持される耐久性がより向上する。
【００８９】
図１４に示すように、体積ホログラム記録層の膜厚が連続的に小さくなっている領域において、体積ホログラム記録層の中央部よりも膜厚が薄くなっている外周端部（薄膜部、図１４の２２Ｂ）における体積ホログラム記録層の膜厚をｂ（μｍ）、薄膜部からの距離がｘ（μｍ）である位置をＸ、位置Ｘにおける体積ホログラム記録層の膜厚をａ（μｍ）としたとき、位置Ｘでの体積ホログラム記録層の膜厚変化率（膜厚勾配）Ａ（Ｘ）は、下記式（１）で表される。
【００９０】
【数１】
2017223913.tif 000006
【００９１】
この膜厚変化率Ａ（Ｘ）は０を超えて０．０１未満であることが好ましく、０を超えて０．００４以下であることがより好ましい。膜厚変化率Ａ（Ｘ）がこの範囲であれば、体積ホログラム記録層での回折効率の急激な変化がなく、表示画像の連続性が確保できる。なお、距離ｘは、薄膜部から位置Ｘまでの最短の距離を意味する。
【００９２】
上記膜厚変化率Ａ（Ｘ）は、一定であってもよいし、変化していてもよいが、より優れた耐久性を得る観点から、薄膜部に向かうに従って徐々に大きくなる形態が好ましい（図１１、図１２参照）。
【００９３】
すなわち、体積ホログラム記録層の膜厚の最も好ましい形態としては、膜厚変化率Ａ（Ｘ）が０を超えて０．００４以下でありかつ薄膜部に向かうに従って徐々に大きくなり、さらに薄膜部の膜厚が０〜５μｍである形態である。
【００９４】
本実施形態に係る体積ホログラム記録層の形成方法は、特に制限されないが、一の透明光学部材上に感光性組成物を塗布した後乾燥を行い、体積ホログラム記録層の前駆体となる感光層を形成し、その後、係る感光層を他の透明光学部材によって挟み込み、ホログラフィ露光を施すことによって体積ホログラム記録層を形成する方法が好ましい。
【００９５】
感光性組成物を塗布する方法としては、スプレーコーティング法により薄膜部に該当する部分における感光性組成物の塗布量（突出量）を少なくなるように塗布する方法が挙げられる。また、別の方法として、ブレードコーティング法において、ステージ上に薄膜部の膜厚を調整するための規制板（膜厚調整規制板）を設け、該膜厚調整規制板に透明光学部材を設置しブレードコーティングを行う方法などが挙げられる（図６、図９、および図１０参照）。膜厚調整規制板は、例えば、アクリル樹脂などの公知の樹脂材料、ステンレスなどの合金、セラミックスなどから形成することができる。
【００９６】
感光層の膜厚は、上述の体積ホログラム記録層の好ましい膜厚の範囲となるよう、適宜設定すればよい。
【００９７】
感光性組成物を塗布した後の乾燥は、ホットプレート、オーブン、ベルト炉等を用いた従来公知の種々の方法を採用することができる。乾燥温度は前述の感光性組成物の感光性が損なわれない範囲で選択でき、例えば１０〜８０℃の範囲であり、また乾燥時間も特に制限されず、例えば１〜６０分の範囲である。
【００９８】
ホログラフィ露光の方法については、後述する。
【００９９】
［隣接層］
本実施形態に係るホログラフィック光学素子は、体積ホログラム記録層に接する樹脂を含む隣接層をさらに有していてもよい。隣接層は、体積ホログラム記録層を保護する役割および／または体積ホログラム記録層を安定的に保持する役割を有しうる。
【０１００】
上記隣接層は、体積ホログラム記録層の両面に接するように設けられてもよいし、片面にのみ接するように設けられてもよい。体積ホログラム記録層の両面に隣接層が設けられる場合、それぞれの隣接層の構成材料および厚さは同じでもよいし、異なっていてもよい。
【０１０１】
隣接層に含まれる樹脂としては、透明性を有する公知の樹脂が挙げられる。樹脂の具体的な例としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフトエート、ポリエチレン、ポリプロピレン、アモルファスポリオレフィン、酢酸セルロース、水和セルロース、硝酸セルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン、ポリエポキシド、ポリスルホン、セルロースアシレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリジシクロペンタジエン等が挙げられる。これら樹脂は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。
【０１０２】
これらの中でも、光学特性等の観点から、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマー、セルロースアシレート、ポリメチルメタクリレートが好ましく、セルロースアシレートがより好ましい。
【０１０３】
該隣接層は、上記成分以外に、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、劣化防止剤、光安定剤、熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、微粒子、光学特性調整剤等、他の成分を含んでもよい。他の成分の添加量（２種以上添加する場合はその合計）としては、隣接層の全質量に対して、０．１〜２９．５質量％が好ましい。
【０１０４】
隣接層の厚さは、特に制限されないが、１０〜１０００μｍが好ましく、５０〜２００μｍであることがより好ましい。
【０１０５】
隣接層を形成する方法としては、特に制限されず、樹脂を溶融押出法、溶液キャスト法（溶液流延法）、カレンダー法、圧縮成形法等、従来公知の方法を用いて成形を行う方法が挙げられる。これらの方法のうち、溶融押出法、溶液キャスト法（溶液流延法）が好ましい。また、隣接層として、市販の樹脂フィルムを用いてもよい。
【０１０６】
［他の層］
本実施形態のホログラフィック光学素子は、上記以外に、粘着層、保護層、紫外線吸収層等、他の層を有していてもよい。
【０１０７】
［ホログラフィック光学素子の製造方法］
本実施形態に係るホログラフィック光学素子の製造方法としては、特に制限されないが、一の透明光学部材上に体積ホログラム記録層の前駆体となる感光層を形成し、係る感光層を他の透明光学部材によって挟み込み、その後感光層に対してホログラフィ露光を施し、体積ホログラム記録層を形成することを含む製造方法が好ましい。
【０１０８】
感光層の形成方法は、上記のとおりであるため、ここでは説明を省略する。
【０１０９】
感光層に対してホログラフィ露光を行うことによって、感光層中の重合性モノマーの重合反応が進み、重合反応により生成する光硬化されたフォトポリマーの領域と他成分の領域とが、ホログラフィ露光で照射された干渉波と同一のパターンとして形成される。
【０１１０】
＜ホログラフィ露光工程（体積ホログラム記録層形成工程）＞
透明光学部材上に形成された感光層に対して、ホログラフィ露光を行い、体積ホログラムを記録（書き込み）することにより、体積ホログラム記録層が形成される。
【０１１１】
体積ホログラムの記録時（書き込み時）には、重合性モノマーの化学変化、すなわち、その重合および濃度変化を生じさせることが可能な光を、記録光（物体光とも呼ばれる）として用いる。
【０１１２】
例えば、情報を体積ホログラムとして記録する場合には、物体光を参照光と共に感光層に対して照射し、感光層において物体光と参照光とを干渉させるようにする。これによってその干渉光が、感光層内の重合性モノマーの重合および濃度変化を生じさせ、その結果、干渉縞が感光層内に屈折率差を生じさせ、感光層内に記録された干渉縞により体積ホログラムとして記録され、体積ホログラム記録層となる。これにより、ホログラフィック光学素子を得ることができる。
【０１１３】
体積ホログラムの記録に用いられる記録光（カッコ内は波長を示す）としては、コヒーレンス性に優れる可視光レーザーを用いることが好ましく、例えばアルゴンイオンレーザー（４５８ｎｍ、４８８ｎｍ、５１４ｎｍ）、クリプトンイオンレーザー（６４７．１ｎｍ）、ヘリウム−ネオンレーザー（６３３ｎｍ）、ＹＡＧレーザー（５３２ｎｍ）等を使用することができる。
【０１１４】
体積ホログラム記録時の照射エネルギー量（露光量）としては、特に制限されないが、１０〜２５０ｍＪ／ｃｍ２の範囲であることが好ましい。
【０１１５】
また、ホログラム記録方式としては、偏光コリニアホログラム記録方式、参照光入射角多重型ホログラム記録方式等があるが、いずれの記録方式でも良好な記録品質を提供することが可能である。
【０１１６】
露光装置としては、特に制限されないが、例えば、概略構成が図２によって示される形式の露光装置を用いることができる。図２に示す露光装置においては、レーザー光源２０１から出射された光線（記録光）は、２対のミラーよりなるビームステアラー２０２ａ、２０２ｂによって露光系の適した位置に光線を誘導する。２０３はシャッターであり、光線（記録光）のＯＮ／ＯＦＦを制御する。２０４はビームエキスパンダーであり、感光層の露光面積に応じて、光束径を広げ、開口率（ＮＡ）を変化させる機能を有する。
【０１１７】
ビームエキスパンダー２０４を通った光線（記録光）は、ビームスプリッター２０５で二光束に分けられる。分けられた光線（記録光）は、それぞれミラー２０６、２０７、２０９、２０８によって、物体光用のビーム整形光学系２１１および参照光用のビーム整形光学系２１２に誘導される。物体光用のビーム整形光学系２１１および参照光用のビーム整形光学系２１２は、レンズとピンホールとから構成され、該レンズで光線（記録光）を集光し、ピンホールを介して製造光学系２１３に光線（記録光）を誘導する。
【０１１８】
製造光学系２１３は、ホログラフィック光学素子の光線の反射角を制御できるように、体積ホログラム記録層の前駆体である感光層を具備したガラスプリズム等のサンプルを好適な位置に設置および固定することができる。
【０１１９】
製造光学系２１３に固定されたプリズムなどに具備された感光層は、二光束に分けられ、物体光用のビーム整形光学系２１１、および参照光用のビーム整形光学系２１２を介して誘導された光線（記録光）によってホログラフィ露光（干渉露光）される。
【０１２０】
製造光学系２１３に固定されたホログラフィック光学素子前駆体３０３のホログラフィ露光（干渉露光）の概略を図３に示す。
【０１２１】
２方向からのレーザー光のうち、一方が物体光３０１であり、他方が参照光３０２である。ホログラフィック光学素子前駆体３０３は、物体光３０１の照射側に凹状の曲面が相対するように配置される。なお、図３では、透明光学部材が凸面を有する形態を例示したが、透明光学部材が凹面を有する形態または平面状であるときは、図３に示す態様を適宜改変することにより、ホログラフィ露光を行うことができる。
【０１２２】
また、図２に示す光源は１つのみであるが、異なる波長を有する複数のレーザー光源を用いてホログラフィ露光する場合には、シャッター２０３手前の光路にグロイックミラーを挿入し、複数の光源から発せられるレーザー光線を段階的に合成させてもよい。
【０１２３】
体積ホログラムを記録した後、屈折率変調の促進や重合反応完結（定着）のために、体積ホログラム記録層に対して、さらに紫外線による全面露光や加熱等の処理を適宜行うことができる。全面露光で用いられる光源としては、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、カーボンアークランプ、キセノンアークランプ、メタルハライドランプ等の紫外線を発する光源を用いることができる。紫外線による全面露光を行う場合の照射エネルギー量としては、５０〜２００Ｊ／ｃｍ２が好ましい。また、加熱処理を行う時の温度は５０〜１５０℃が好ましく、処理時間は３０分間〜３時間が好ましい。
【０１２４】
全面露光と加熱処理とを共に行う場合、その順序は特に制限されず、全面露光を先に行ってもよいし、加熱処理を先に行ってもよい。
【０１２５】
体積ホログラム記録層に記録された体積ホログラムを再生する場合は、所定の再生光（通常は参照光）を体積ホログラム記録層に照射する。照射された再生光は前記の干渉縞に応じて回折を生じる。この回折光は、体積ホログラム記録層と同様の情報を含むものであるので、前記の回折光を適当な検出手段によって読み取ることにより、体積ホログラム記録層に記録された情報の再生を行なうことができる。なお、物体光、再生光および参照光の波長領域はそれぞれの用途に応じて任意であり、可視光領域でも紫外光領域でも構わない。体積ホログラムを再生（読み出し）する方法もまた、特に制限されない。
【０１２６】
［用途］
本実施形態のホログラフィック光学素子は、例えば、ヘッドマウントディスプレー（ＨＭＤ）、ヘッドアップディスプレー（ＨＵＤ）、光メモリ、光ディスク用ピックアップレンズ、液晶用カラーフィルター、反射型液晶反射板、レンズ、回折格子、干渉フィルター、光ファイバー用結合器、ファクシミリ用光偏光器、建築用窓ガラスなどに好適に用いられる。とりわけ、ヘッドマウントディスプレー（ＨＭＤ）、ヘッドアップディスプレー（ＨＵＤ）などの表示素子に好適に利用できる。
【０１２７】
図４は、ヘッドマウントディスプレー（ＨＭＤ）の構成の一例を示す概略図であり、（ａ）は平面概略図であり、（ｂ）は側面概略図であり、（ｃ）は正面概略図である。ヘッドマウントディスプレー１は、映像表示装置２と、それを支持する支持手段３、およびホログラフィック光学素子１０（（ｃ）のレンズ様部分）とを有している。映像表示装置２には、ＬＥＤ光源および映像素子が内蔵されており、表示画像用に光を発光し、ホログラフィック光学素子に投影することで、画像を表示することができる。ヘッドマウントディスプレー（ＨＭＤ）全体としては、一般の眼鏡から一方のレンズ（例えば左目用）のレンズを取り除いたような外観となっている。
【０１２８】
映像表示装置２は、観察者に外界像をシースルーで観察させるとともに、映像を表示して観察者にそれを虚像として提供するものである。
【０１２９】
支持手段３は、映像表示装置２を観察者の眼前（例えば右目の前）で支持するものであり、ブリッジ４と、フレーム５と、テンプル６と、鼻当て７と、ケーブル８とを有している。なお、フレーム５、テンプル６および鼻当て７は、左右一体に設けられているが、これらを左右で区別する場合は、右フレーム５Ｒ、左フレーム５Ｌ、右テンプル６Ｒ、左テンプル６Ｌ、右鼻当て７Ｒ、左鼻当て７Ｌのように表現するものとする。
【０１３０】
映像表示装置２の一端は、ブリッジ４に支持されている。このブリッジ４は、映像表示装置２のほかにも左フレーム５Ｌおよび鼻当て７を支持している。左フレーム５Ｌは、左テンプル６Ｌを回動可能に支持している。一方、映像表示装置２の他端は、右フレーム５Ｒに支持されている。右フレーム５Ｒにおいて、映像表示装置２の支持側と反対に位置する側端部は、右テンプル６Ｒを回動可能に支持している。ケーブル８は、外部信号（例えば映像信号、制御信号）や電力を映像表示装置２に供給するための配線であり、右フレーム５Ｒおよび右テンプル６Ｒに沿って設けられている。
【０１３１】
観察者がヘッドマウントディスプレー１を使用するときは、右テンプル６Ｒおよび左テンプル６Ｌを観察者の右側頭部および左側頭部に接触させるとともに、鼻当て７を観察者の鼻に当て、一般の眼鏡をかけるようにヘッドマウントディスプレー１を観察者の頭部に装着する。この状態で、映像表示装置２にて映像を表示すると、観察者は、映像表示装置２の映像を虚像として観察することができるとともに、この映像表示装置２を介して外界像をシースルーで観察することができる。
【０１３２】
図５は、ヘッドアップディスプレー（ＨＵＤ）の構成を示す概略図である。ＨＵＤに適用される映像表示装置１１は、表示素子２３を照明する光源としてＬＥＤ光源２５を用い、照明光学系として照明レンズ２６を用い、接眼光学系２４の代わりに観察光学系２７を用いて構成されている。つまり、図５に示すＨＵＤは、このような構成の映像表示装置１１を備え、観察光学系２７のホログラフィック光学素子３３が、観察者の視界内に配置される基板としてのウインドシールド３４に保持されている構成である。ウインドシールド３４は、例えば車両、船舶、鉄道、航空機などの輸送手段における運転席前面のフロントガラスに相当する。
【０１３３】
上記の構成によれば、ＬＥＤ光源２５から出射される光は、照明レンズ２６で集光されて表示素子２３に入射する。表示素子２３にて画像データに応じて変調された光（映像光）は、ホログラフィック光学素子３３に入射し、そこで回折反射されて光学瞳に導かれる。したがって、光学瞳の位置では、観察者は、表示素子２３にて表示された映像の拡大虚像を観察できると同時に、ホログラフィック光学素子３３およびウインドシールド３４を介して外界を観察することができる。
【０１３４】
なお、ウインドシールド３４とは別体の基板にホログラフィック光学素子３３を保持し、上記基板を観察者の視界内に配置することによってＨＵＤを構成してもよい。この場合は、プロンプターのような原稿表示装置としてＨＵＤを機能させることができる。
【実施例】
【０１３５】
以下、具体的な実施例および比較例について説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。また、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。なお、下記操作において、特記しない限り、操作および物性等の測定は、室温（２０〜２５℃）／相対湿度４０〜５０％ＲＨの条件で行った。
【０１３６】
＜実施例１：ホログラフィック光学素子１の作製＞
図６に示すような、ステージ上に膜厚調整用の規制板（膜厚調整規制板）と、さらにその上にトリアセチルセルロースからなる透明光学部材としてのフィルム（厚み２５μｍ）と、を設置したブレードコーターを用い、下記の組成である体積ホログラム記録層作製用感光液１（感光性組成物）を塗布した。その後、２０℃、５０％ＲＨの環境下で３０分間乾燥させて、体積ホログラム記録層の前駆体となる感光層を形成した。
【０１３７】
この感光層が形成されたフィルムを、図７に示す一点鎖線の箇所でカットし、厚さ５ｍｍのポリメタクリル酸メチル樹脂（製品名；アクリペット（登録商標）ＶＨ、三菱レイヨン株式会社製）からなる透明光学部材にラミネートし、積層体（感光層付きフィルム）を得た。次いで、図２と同様の構造を有する露光装置（光源：アルゴンレーザー、露光波長５１４ｎｍ）に当該積層体を設置し、感光層面における照射エネルギー量が２４ｍＪ／ｃｍ２になるようにホログラフィ露光した。
【０１３８】
ホログラフィ露光後、高圧水銀ランプ（照度１００Ｗ）から１５ｃｍの位置に６０分間配置してポスト露光をした後、１００℃で３時間の熱処理を行うことによりホログラフィック光学素子１を得た。得られたホログラフィック光学素子の断面概略図、平面概略図、および側面概略図を図８に示す。
【０１３９】
レーザー変位計によって、体積ホログラム記録層の厚みを計測したところ、中央部の膜厚は２０μｍであり、体積ホログラム記録層の外周端部から１．８ｍｍ（１８００μｍ）の位置を起点として、一定の膜厚変化率で体積ホログラム記録層の外周端部に向かって体積ホログラム記録層の膜厚が減少していた。また、体積ホログラム記録層の中央部より膜厚が薄い外周端部（薄膜部）の膜厚は１１μｍであり、膜厚変化率Ａ（Ｘ）は０．００５で一定であった。
【０１４０】
［体積ホログラム記録層作製用感光液１］
酢酸ビニル−テトラフルオロエチレン共重合体（酢酸ビニル：テトラフルオロエチレン＝７８：２２（質量比））                                １２．０質量部
フェノールエトキシレートモノアクリレート                    １．０質量部
エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート                    ２．０質量部
フッ素系ノニオン性界面活性剤（ＦＣ−４３０；Ｆｌｕｏｒａｄ（登録商標）  ４３０；３Ｍカンパニー製）                                          ０．１質量部
２，２’-ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，１’−ビイミダゾール                                          ０．０５質量部
４−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−チオール    ０．０５質量部
下記構造のスクアリリウム系化合物                            ０．１質量部
２−ブタノン                                              ３０．０質量部。
【０１４１】
【化４】
2017223913.tif 000007
【０１４２】
＜実施例２〜５：ホログラフィック光学素子２〜５の作製＞
下記表１に記載の薄膜部の膜厚および膜厚変化率となるように、ブレードコーターの膜厚調整規制板の形状を変えたこと以外は、実施例１と同様にして、ホログラフィック光学素子２〜５を作製した。
【０１４３】
＜実施例６：ホログラフィック光学素子６の作製＞
図９に示すようなブレードコーターを用いて、感光層を形成したこと以外は、実施例１と同様の方法で、ホログラフィック光学素子６を作製した。得られたホログラフィック光学素子６の断面概略図、平面概略図、および側面概略図を図１１に示す。
【０１４４】
＜実施例７：ホログラフィック光学素子７の作製＞
図１０に示すようなブレードコーターを用いて、感光層を形成したこと以外は、実施例１と同様の方法で、ホログラフィック光学素子７を作製した。得られたホログラフィック光学素子７の断面概略図、平面概略図、および側面概略図を図１２に示す。
【０１４５】
レーザー変位計を用いて測定したホログラフィック光学素子１〜７の体積ホログラム記録層の中央部の膜厚、薄膜部の膜厚、および膜厚変化率Ａ（Ｘ）を、下記表１に示す。
【０１４６】
＜ホログラフィック光学素子８の作製：比較例１＞
膜厚調整規制板を用いずに、トリアセチルセルロースからなるフィルム（厚み２５μｍ）上に感光層を塗設したこと以外は、実施例１と同様の方法により、ホログラフィック光学素子８を作製した。レーザー変位計を用いて測定した体積ホログラム記録層の膜厚は、２０μｍで均一であった。得られたホログラフィック光学素子８の断面概略図、平面概略図、および側面概略図を図１３に示す。
【０１４７】
［分析および評価］
（回折効率、変色（ベースライン平均値）の測定）
体積ホログラム記録層の外周端部（薄膜部）から１ｍｍの位置（ｘ＝１０００μｍ）における透過率を分光光度計により、以下の条件で測定した：
＜透過率測定条件＞
測定装置：分光光度計Ｕ−３９００（株式会社日立製作所製）
スリット：５ｎｍ
波長測定範囲：８００ｎｍ〜４００ｎｍ
スキャンスピード：６００ｎｍ／ｍｉｎ
光源絞り：１ｍｍφ。
【０１４８】
得られた透過率データのうち、波長５５０〜４５０ｎｍの透過率よりベースラインを算出し、回折反射によって得られる透過率ピークＴとベースライン透過率Ｂとの値から、回折効率を以下の式により算出した。
【０１４９】
回折効率＝[（Ｂ−Ｔ）／Ｂ］×１００（％）
また、波長４５０〜４２０ｎｍの透過率よりベースラインの平均値を算出した。係る平均値は酸化劣化による変色の度合いとなり、値が１００％に近いほど変色が少なく、７０％を下回ると、黄色味が増えて、表示画像のノイズとなる。
【０１５０】
（発光輝度の測定）
図４（ｃ）で示されるレンズ様部分に、体積ホログラム記録層が瞳と反対側が凸面となるようホログラフィック光学素子を配置した。ＬＥＤ光源（発光波長５４８〜５１０ｎｍ；発光強度２０００ｃｄ）から、ホログラフィック光学素子の外周端部から１ｍｍの位置（Ｘ＝１０００μｍ）および中央部に点画像を照射し、その発光輝度を測定した。輝度が１２００ｃｄを下回ると、画像の鮮鋭性が低下する。
【０１５１】
（ホログラフィック光学素子全面に渡る表示画像の連続性）
図４に示すホログラフィック光学素子が配置されたヘッドマウントディスプレーに、ＬＥＤ光源からホログラフィック光学素子全面に渡って格子模様を投影した。投影された表示画像について、下記の基準に従って映像技師１０人に評価をしてもらい、評価の平均値を算出した：
３：全面に渡って、格子模様が鮮明に視認できる
２：端部の格子模様に若干の歪みがあるが、格子模様はほぼ均一に見える
１：端部での格子模様が不鮮明で、不均一である。
【０１５２】
（耐久性試験後の回折効率、変色、発光輝度、画像の連続性）
３００サンシャインウェザーメーターＳ３００（スガ試験機械株式会社製）を用い、放電電圧５０Ｖ、放電電流６０Ａ、放射照度２５０Ｗ／ｍ２、光源からの距離を５００ｍｍとなるようにホログラフィック光学素子を設置し、連続３００時間の照射を行った。
【０１５３】
照射後、上記と同様にして、回折効率、変色（ベースライン平均値）、発光輝度、および表示画像の連続性の評価を行った。
【０１５４】
各評価結果を下記表１に示す。
【０１５５】
【表１】
2017223913.tif 000008
【０１５６】
上記表１から明らかなように、ホログラフィック光学素子１〜８は、サンシャインウェザーメーター照射前では、良好な表示品質（回折効率、ベースライン平均値による色味）を有していた。
【０１５７】
また、体積ホログラム記録層の膜厚が薄膜部に向けて連続的に小さくなる実施例のホログラフィック光学素子１〜７は、薄膜部における酸化劣化が抑制されるため、比較例のホログラフィック光学素子８と比較して、サンシャインウェザーメーター照射後の回折効率の低下やベースラインの低下が少なく、耐久性が高いことが分かった。
【０１５８】
さらに、ホログラフィック光学素子２〜５とホログラフィック光学素子１との比較より、膜厚変化率Ａ（Ｘ）が０を超えて０．００４以下であり、薄膜部の膜厚が１０μｍ以下、さらには５μｍ以下であると、表示画像の連続性が良好で、かつ、薄膜部における酸化劣化がより抑制されるため、表示画像の連続性においてより優れた耐久性を有することが分かった。
【０１５９】
加えて、薄膜部に向かって膜厚変化率が徐々に大きくなっているホログラフィック光学素子６および７は、さらに表示画像の連続性が良好であり、さらに優れた耐久性を有することが分かった。
【符号の説明】
【０１６０】
１    ヘッドマウントディスプレー、
２、１１    映像表示装置、
３    支持手段、
４    ブリッジ、
５    フレーム、
６    テンプル、
７    鼻当て、
８    ケーブル、
９、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、３３    ホログラフィック光学素子、
２１Ａ、２１Ｂ    透明光学部材、
２２    体積ホログラム記録層、
２３    表示素子、
２４    接眼光学系、
２５    ＬＥＤ光源、
２６    照明レンズ、
２７    観察光学系、
３４    ウインドシールド、
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ    ブレードコーター、
５１    ブレード、
５２    感光性組成物、
５３    膜厚調整規制板、
５４    ステージ、
５５    感光層、
２０１  レーザー光源、
２０２  ビームステアラー、
２０３  シャッター、
２０４  ビームエキスパンダー、
２０５  ビームスプリッター、
２０６、２０７、２０８、２０９  ミラー、
２１１    物体光用のビーム整形光学系、
２１２    参照光用のビーム整形光学系、
２１３    製造光学系、
３０１    物体光、
３０２    参照光、
３０３    ホログラフィック光学素子前駆体、
Ｅ    光学瞳。
【図１】
2017223913.tif 000010
【図２】
2017223913.tif 000011
【図３】
2017223913.tif 000012
【図４】
2017223913.tif 000013
【図５】
2017223913.tif 000014
【図６】
2017223913.tif 000015
【図７】
2017223913.tif 000016
【図８】
2017223913.tif 000017
【図９】
2017223913.tif 000018
【図１０】
2017223913.tif 000019
【図１１】
2017223913.tif 000020
【図１２】
2017223913.tif 000021
【図１３】
2017223913.tif 000022
【図１４】
2017223913.tif 000023