JP2655541B2 - Volume phase hologram film - Google Patents

Volume phase hologram film

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は体積位相型ホログラムフイルムに関し、更に
詳しくは引張り強度に優れたポリ(N−ビニルカルバゾ
ール)(以下PVCzと略称する)系体積位相型ホログラム
フイルムに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a volume phase hologram film, and more particularly, to a poly (N-vinylcarbazole) (hereinafter abbreviated as PVCz) volume phase type hologram film having excellent tensile strength. Related to hologram films.

(従来の技術) 従来、体積位相型ホログラムが新しい光学素子と云わ
れて久しく、近年、例えば、ヘッドアップディスプレイ
の結合素子としての有用性が注目され、その地位を確立
しつつある。
(Prior Art) Conventionally, a volume phase hologram has long been called a new optical element. In recent years, for example, its usefulness as a coupling element of a head-up display has attracted attention, and its position has been established.

以上の如き体積位相型ホログラムは、一般的にはガラ
ス基板等の光学的に透明な基板上に固定された感光性記
録層に記録された光学素子と考えられていた。
The volume phase hologram as described above was generally considered as an optical element recorded on a photosensitive recording layer fixed on an optically transparent substrate such as a glass substrate.

又、体積位相型ホログラムは20μm程度の薄いフイル
ムにレーザー光の干渉波を記録するものであり、可視光
レーザーを用いる場合には、0.1乃至0.2μm程度の間隔
の格子をフイルム内部に記録するため、露光時において
は0.01乃至0.02μm程度の精度で感光性記録層の位置固
定をしなければならない。
In addition, the volume phase hologram is for recording an interference wave of laser light on a thin film of about 20 μm, and when a visible light laser is used, a lattice having a spacing of about 0.1 to 0.2 μm is recorded inside the film. During exposure, the position of the photosensitive recording layer must be fixed with an accuracy of about 0.01 to 0.02 μm.

又、露光後の後処理においては、感光性記録層を膨潤
及び収縮させ、レーザー光で記録された部分を更に屈折
率の変調を増調させる。この時、この記録層はフイルム
面に対して垂直方向にのみ、膨潤及び収縮変化を生じさ
せなければならない。従って露光及び現像の両方の制約
から必然的に体積位相型ホログラムは剛性のある基板上
に支持固定されたものという固定観が生じ、従来の単純
な形態の光学部品としては何らの不都合もなかった。
In the post-processing after exposure, the photosensitive recording layer is swelled and contracted, and the modulation of the refractive index of the portion recorded by the laser beam is further increased. At this time, this recording layer must cause swelling and shrinkage change only in the direction perpendicular to the film surface. Therefore, both of the exposure and development constraints inevitably lead to a fixed view that the volume phase hologram is supported and fixed on a rigid substrate, and there is no inconvenience as a conventional simple form optical component. .

従来、体積位相型ホログラムの記録層の形成材料は、
現在知られているものとして、重クロム酸ゼラチン系及
びPVCz系の2種類が知られており、いづれもポリマーで
ある。しかし、これらのポリマーからなる記録層に求め
られる第一の性質は、体積位相型ホログラムが記録でき
ることであり、基板上で体積位相型ホログラムとしての
機能が発揮し得るに足る強度があればよかった。
Conventionally, the material for forming the recording layer of the volume phase hologram is:
At present, two types, a dichromated gelatin type and a PVCz type, are known, both of which are polymers. However, the first property required of the recording layer made of these polymers is that a volume phase hologram can be recorded, and it is sufficient that the recording layer has sufficient strength to exhibit the function as a volume phase hologram on a substrate.

ところが、近年この様なガラス等の保護部材や基板等
を有しないで、種々の形態に加工可能なホログラムフイ
ルムが求められるようになった。
However, in recent years, a hologram film that can be processed into various forms without such a protective member such as glass, a substrate, or the like has been required.

(発明が解決しようとしている問題点) これに対し、重クロム酸ゼラチン系においては、その
基本的性質として水溶性ポリマーであり、従って吸水性
を有しており、吸水することによって膨潤しホログラム
記録が消失するという問題があり、この保護のためガラ
ス等の基板の使用が必須であった。
(Problems to be Solved by the Invention) On the other hand, the dichromated gelatin system is a water-soluble polymer as its basic property, and therefore has a water absorbing property. However, the use of a substrate such as glass is essential for this protection.

これに対してPVCz系記録媒体は、重クロム酸ゼラチン
系と全く相反する性質として耐水性を有しているため、
重クロム酸ゼラチン系の如く水分からの保護膜は必要な
い。
On the other hand, PVCz recording media have water resistance as a property completely opposite to gelatin dichromate,
There is no need for a protective film from moisture as in the dichromated gelatin system.

又、ポリマーとしての性質から当然フイルムという形
態が予期される。
In addition, naturally, a film form is expected from the properties as a polymer.

一般のポリマーフイルムにおいては、機械的強度が不
足する場合には、厚さを増すことによってその強度を補
うことができるが、体積位相型ホログラムにおいては、
ホログラムの原理が示唆する如く、厚さを変化させるこ
とはホログラムそのものの特性を変える(例えば、回折
ピークの半値幅は厚さと逆相関)ことになるので厚みを
大としてホログラムフイルムの強度を高めるのは不都合
がある。
In general polymer films, when the mechanical strength is insufficient, the strength can be compensated by increasing the thickness, but in the volume phase hologram,
As the hologram principle suggests, changing the thickness changes the characteristics of the hologram itself (for example, the half width of the diffraction peak is inversely related to the thickness), so increasing the thickness increases the strength of the hologram film. Is inconvenient.

体積位相型ホログラムでは、前述の如くフイルム内部
に光による架橋を生じさせ、これらの架橋の程度の差異
を膨潤、収縮という現像工程を経て内部に歪みを凍結さ
せ屈折率変調をもたらすことを原理としている。従っ
て、屈折率、即ち密度の差異を生じるように上記により
生じた歪みをフイルム中に凍結保存せねばならない。
The principle of volume phase holograms is that light cross-links are generated inside the film as described above, and the difference in the degree of these cross-links is swelled and shrinks internally through a development process called shrinkage, resulting in refractive index modulation. I have. Therefore, the resulting distortion must be stored frozen in the film so as to produce a difference in refractive index, ie, density.

従来、市販されているPVCzは重量平均分子量が70乃至
95万で、分子量分布が4.5乃至5.5であり、これを用いて
得られたホログラムはフイルムとした場合非常に強度が
不足し、到底支持板無しに扱るものではなかった。
Conventionally, commercially available PVCz has a weight average molecular weight of 70 to
The molecular weight distribution was 950,000, and the molecular weight distribution was 4.5 to 5.5. The hologram obtained by using this had a very low strength when formed into a film, and could not be handled without a support plate at all.

従って本発明の目的は、フイルム単体としても十分な
強度を有するPVCz系体積位相型ホログラムフイルムを提
供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a PVCz-based volume phase hologram film having sufficient strength even as a single film.

(問題点を解決するための手段) 上記目的は以下の本発明によって達成される。(Means for Solving the Problems) The above object is achieved by the present invention described below.

すなわち、本発明は、PVCzを主体としてなるポリマー
フイルムに体積位相型ホログラムが記録されてなり、且
つ該フイルムの引張り強度が5N/mm2以上であることを特
徴とする体積位相型ホログラムフイルムである。
That is, the present invention is a volume phase hologram film in which a volume phase hologram is recorded on a polymer film mainly composed of PVCz, and the tensile strength of the film is 5 N / mm 2 or more. .

(作用) 重量平均分子量が100万以上であり、且つその分子量
分布が3以下であるPVCzをホログラム記録媒体の形成材
料として使用することによって、フイルム単体として十
分な強度を有する体積位相型ホログラムフイルムが得ら
れ、且つこのホログラムフイルムは優れた高回折効率、
高透明性、低ヘイズ、回折ピーク波長のシフト抑制を有
している。
(Function) By using PVCz having a weight average molecular weight of 1,000,000 or more and a molecular weight distribution of 3 or less as a material for forming a hologram recording medium, a volume phase type hologram film having sufficient strength as a film alone can be obtained. Obtained, and this hologram film has excellent high diffraction efficiency,
It has high transparency, low haze, and suppression of shift of the diffraction peak wavelength.

これに対して従来ホログラム記録媒体として使用され
ていたPVCzは、ポリスチレン換算の重量平均分子量が高
くても70乃至95万であり、その分子量分布は4.5乃至5.5
の広がりを有するものであり、このような重量平均分子
量及び分子量分布を有するが故に十分な強度を有するホ
ログラムフイルムは得られなかった。
In contrast, PVCz, which has been conventionally used as a hologram recording medium, has a weight-average molecular weight in terms of polystyrene of 700 to 950,000 even at a high molecular weight, and its molecular weight distribution is 4.5 to 5.5.
A hologram film having a sufficient strength was not obtained because of having such a weight average molecular weight and molecular weight distribution.

(好ましい実施態様) 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。
(Preferred Embodiment) Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.

本発明におけるPVCzはN−ビニルカルバゾールの重合
によって得られるものであり、通常の方法によって得ら
れるPVCz或いは市場から入手できるPVCzは前述の如き重
量平均分子量及び分子量分布を有しているので、これら
の従来のPVCzを精製、例えば、溶媒による分子量分別に
よって精製し、低分子量分を除去することによって本発
明で使用する特定の重量平均分子量と分子量分布とを有
するPVCzを得ることができる。
PVCz in the present invention is obtained by polymerization of N-vinylcarbazole, and PVCz obtained by a usual method or commercially available PVCz has a weight average molecular weight and a molecular weight distribution as described above. Conventional PVCz can be purified, for example, purified by molecular weight fractionation with a solvent, and the low molecular weight component can be removed to obtain PVCz having a specific weight average molecular weight and a specific molecular weight distribution used in the present invention.

尚、本発明で云う重量平均分子量とは、ポリスチレン
換算分子量であり、テトラヒドロフランを溶媒とし、カ
ラム温度27℃でゲルパーミェーションクロマトグラフ
(Gel Permeation Chrroma−tograph)により求めた値
である(用いたカラムは、ショウデックスKF−807、KF8
0M、排除限界2×108、3×107を連結し、2×107乃至
1.2×103までのポリスチレンを標準として較正してあ
る)。
The weight-average molecular weight referred to in the present invention is a molecular weight in terms of polystyrene, and is a value determined by gel permeation chromatography at a column temperature of 27 ° C. using tetrahydrofuran as a solvent. Columns were Shodex KF-807, KF8
0M, exclusion limit 2 × 10 8 , 3 × 10 7 connected, 2 × 10 7 to
Up to 1.2 × 10 3 polystyrene as standard).

分子量の分別は、PVCzに対して溶解性の異なる種々の
溶媒を用いる方法や濃度を変える方法等従来公知のいず
れの分別方法を用いてもよい。1例としてPVCzに対する
良溶媒と貧又は非溶媒の混合比を変化させ、PVCzに対す
る混合溶媒の溶解性を変化させて分別を行い低分子量を
除去した。
For the separation of the molecular weight, any conventionally known separation method such as a method using various solvents having different solubility in PVCz or a method of changing the concentration may be used. As an example, fractionation was performed by changing the mixing ratio of a good solvent and a poor or non-solvent to PVCz, and changing the solubility of the mixed solvent to PVCz to remove low molecular weight.

分子量分別において、PVCzに対する良溶媒としては、
例えば、ピリジン、キノリン及びこれらの誘導体、ジオ
キサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン(オルト体、メタ体、パラ体及
びそれらの混合物)、エチルベンゼン、n−プロピルベ
ンゼン、クメン、フェノール、クレゾール、クロルベン
ゼン、ジクロルベンゼン、ニトロベンゼン、ベンジルア
ルコール、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイド、
α−メチルナフタリン、α−クロルナフタリン等のベン
ゼン及びナフタリンの誘導体、ピラン、ジクロルメタ
ン、クロロホルム、トリクロルエチレン、トリクロルエ
タン、ジクロルエタン、ブロモホルム等のハロゲン置換
の飽和又は不飽和の炭化水素、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等
のケトン類、酢酸エチル、蟻酸エチル等のエステル類、
その他のアミン類、アミド類等が挙げられ、これらの中
から適当なものを選択又は組合せて使用する。
In molecular weight fractionation, as a good solvent for PVCz,
For example, pyridine, quinoline and derivatives thereof, cyclic ethers such as dioxane and tetrahydrofuran, benzene, toluene, xylene (ortho, meta, para and mixtures thereof), ethylbenzene, n-propylbenzene, cumene, phenol, cresol , Chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, benzyl alcohol, benzyl chloride, benzyl bromide,
Benzene and naphthalene derivatives such as α-methylnaphthalene and α-chloronaphthalene, halogen-substituted saturated or unsaturated hydrocarbons such as pyran, dichloromethane, chloroform, trichloroethylene, trichloroethane, dichloroethane and bromoform, acetone, methyl ethyl ketone, methyl Ketones such as isobutyl ketone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and ethyl formate;
Other amines, amides and the like can be mentioned, and an appropriate one is selected or used in combination from these.

又、分子量分別に使用する非又は貧溶媒としては、例
えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n
−オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン等のアルカ
ン、シクロアルカン類、メチルアルコール、エチルアル
コール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコ
ール、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコー
ル、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール等の
アルコール類、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテ
ル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類等が挙げら
れ、これらから適当なものを選択又は組合せて使用す
る。
The non- or poor solvent used for molecular weight fractionation includes, for example, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-heptane,
Alkanes such as octane, isooctane and cyclohexane, cycloalkanes, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, n-amyl alcohol and isoamyl alcohol; Ethers such as diethyl ether, methyl ethyl ether, diisopropyl ether and the like can be mentioned, and appropriate ones are selected or used in combination.

以上の如き良溶媒と貧溶媒とを、その混合物を昇温し
た時にPVCzを十分に溶解し、これを冷却した時に高分子
量範囲のPVCzが析出する比率に混合して精製溶媒とし、
この中にPVCzを加熱溶解し、次いで冷却する。この時高
分子量分のPVCzは析出し、低分子量分は溶解状態にある
ので溶液相を分離することにより、重量平均分子量が10
0万以上のPVCzに富んだものが得られ、これらの操作
を、必要に応じて溶媒の種類、混合比等を変化させて行
うことにより、低分子量PVCzの含有量が少なく且つ分子
量分布の狭いPVCzが得られる。
A good solvent and a poor solvent as described above, when the mixture is heated, PVCz is sufficiently dissolved, and when cooled, it is mixed with a ratio at which PVCz of a high molecular weight range is precipitated to obtain a purified solvent,
The PVCz is dissolved therein by heating and then cooled. At this time, the high molecular weight PVCz is precipitated, and the low molecular weight component is in a dissolved state.
The ones with abundance of 10,000 or more PVCz are obtained, and these operations are performed by changing the type of the solvent, the mixing ratio, and the like as necessary, so that the content of the low-molecular-weight PVCz is small and the molecular weight distribution is narrow. PVCz is obtained.

本発明者の詳細な研究によれば、精製PVCzの重量平均
分子量が100万以上であり、且つその分子量分布が3以
下である時に、これを体積位相型ホログラム記録媒体と
して用いることにより、前述の如き種々の問題が有利に
解決され強度に優れたホログラムフイルムが得られるこ
とを見い出した。特に、分子量分布が2以下であるも
の、重量平均分子量が20万以下のPVCzの含有量が1重量
%以下であるもの、更に100万以上の重量平均分子量のP
VCzが全ポリマーの50重量%以上を占めるものが更に本
発明の目的を有利に達成することができる。
According to a detailed study of the present inventors, when the weight average molecular weight of purified PVCz is 1,000,000 or more, and its molecular weight distribution is 3 or less, by using this as a volume phase hologram recording medium, It has been found that various problems as described above are advantageously solved and a hologram film having excellent strength can be obtained. In particular, those having a molecular weight distribution of 2 or less, those having a weight-average molecular weight of 200,000 or less, those having a PVCz content of 1% by weight or less, and those having a weight-average molecular weight of 1,000,000 or more.
Those in which VCz accounts for 50% by weight or more of the whole polymer can further advantageously achieve the object of the present invention.

以上本発明で使用するPVCzを得るための分別方法の1
例を説明したが、本発明で使用するPVCzは上記分別方法
以外の任意の精製方法でも容易に得られることは自明で
ある。
As described above, one of the separation methods for obtaining PVCz used in the present invention.
Although an example has been described, it is obvious that PVCz used in the present invention can be easily obtained by any purification method other than the above-mentioned fractionation method.

上記のPVCzは400nmより長波長側には光吸収帯を有し
ていないので、ホログラム記録媒体として用いる時に
は、予めハロゲン化合物、好ましくは沃素化合物及び/
又は臭素化合物によって幅射線に対して活性にされてい
る必要がある。
Since the above PVCz has no light absorption band on the longer wavelength side than 400 nm, when used as a hologram recording medium, a halogen compound, preferably an iodine compound and / or
Alternatively, it must be activated against the broad radiation by a bromine compound.

かかるハロゲン化合物は、PVCz中に共存して、可視波
長域にも充分な感度を持つ記録層を構成するものであ
り、好ましいものとして具体的には、四沃化炭素、ヨー
ドホルム、四沃化エチレン、トリヨードエタン、テトラ
ヨードエタン、ペンタヨードエタン、ヘキサヨードエタ
ン、四臭化炭素、四臭化エチレン等の沃素化合物及び臭
素化合物が挙げられる。これらのハロゲン化合物は前記
PVCz100重量部に対して、例えば、100乃至1重量部の割
合で添加する。
Such a halogen compound coexists in PVCz and constitutes a recording layer having a sufficient sensitivity even in a visible wavelength range.Specific examples of preferred are carbon tetraiodide, iodoform and ethylene tetraiodide. And iodine compounds and bromine compounds such as triiodoethane, tetraiodoethane, pentaiodoethane, hexaiodoethane, carbon tetrabromide and ethylene tetrabromide. These halogen compounds are described above.
For example, 100 to 1 part by weight is added to 100 parts by weight of PVCz.

以上の如きハロゲン化合物の添加量が少なすぎると得
られる記録媒体の感度が低く、露光に長時間を要するの
で好ましくなく、又、多すぎると、記録媒体中に未分解
のハロゲン化合物が残り、後にこれらを全部除去する必
要があるため、記録媒体中にボイドを生じる要因となる
ので好ましくない。
If the addition amount of the halogen compound as described above is too small, the sensitivity of the obtained recording medium is low, and it is not preferable because the exposure takes a long time, and if it is too large, the undecomposed halogen compound remains in the recording medium and later. Since it is necessary to remove all of them, it is not preferable because it causes voids in the recording medium.

更に本発明においては記録媒体の作成に際して可塑剤
は用いない方がよく、例えば、可塑剤を混合すると、現
像時の膨潤・収縮工程において、溶出されずに残った可
塑剤はPVCzと同様に膨潤・収縮作用を受けねばならない
し、又、収縮後は記録媒体中にブラッグ条件を満たす屈
折率の変調以外の屈折率分布が生じる恐れがあるためで
ある。勿論上記の如き不都合を生じない範囲においては
必ずしも使用できないと云うことではない。
Furthermore, in the present invention, it is better not to use a plasticizer when preparing a recording medium.For example, when a plasticizer is mixed, the plasticizer remaining without being eluted in the swelling / shrinking step during development swells like PVCz. -It is necessary to undergo a contraction action, and after the contraction, a refractive index distribution other than the modulation of the refractive index satisfying the Bragg condition may occur in the recording medium. Of course, this does not necessarily mean that it cannot be used within a range that does not cause inconvenience as described above.

本発明の体積位相ホログラムフイルムは、上記のPVCz
及び増感剤を適当な溶剤、例えば、前述の如き良溶媒に
溶解して感光液とし、この粘度を適当に調整し、これを
ガラス板やプラスチックフイルムの如き適当な基材上に
塗膜を形成し、露光、現像及び剥離することによって得
られる。
The volume phase hologram film of the present invention has the above-mentioned PVCz
And a sensitizer is dissolved in a suitable solvent, for example, a good solvent as described above to obtain a photosensitive solution, the viscosity of which is appropriately adjusted, and the viscosity is adjusted to form a coating film on a suitable substrate such as a glass plate or a plastic film. It is obtained by forming, exposing, developing and peeling.

以上の如くして形成した記録媒体に560nm迄のコヒー
レントな可視光である物体光と参照光の2光束の可干渉
性レーザーを用いて第1図示の如き光学系で露光を行
う。
The recording medium formed as described above is exposed by an optical system as shown in FIG. 1 using a coherent laser of two light beams of object light and reference light, which are coherent visible light up to 560 nm.

露光工程に続いて、記録層を構成しているPVCzは勿論
のこと、光反応により生成するPVCzの架橋物を殆ど溶出
させることのない溶媒中に浸漬して、記録層中から未反
応のハロゲ化合物のみをほぼ完全に溶出除去して着色を
除く。尚、この工程は下記の膨潤工程を兼ねることがで
きる。
Subsequent to the exposure step, not only the PVCz forming the recording layer, but also a crosslinked product of PVCz generated by the photoreaction is immersed in a solvent that hardly elutes, and the unreacted halogen is removed from the recording layer. The compound alone is almost completely eluted and removed to remove coloring. This step can also serve as the following swelling step.

次いで行う現像工程は膨潤工程及び収縮工程の2ステ
ップからなる。
The subsequent developing step includes two steps, a swelling step and a shrinking step.

すなわち、上記露光工程によりホログラム潜像が形成
され、且つハロゲン化合物が除去された記録層を、第一
の溶媒である膨潤液で処理して、形成されたホログラム
パターンに応じた膨潤を引き起すものであり、その後の
第二の溶媒による処理は、膨潤状態の記録層を収縮させ
て、上記膨潤状態に応じたホログラムの増幅及び固定化
を行うものである。
That is, the hologram latent image is formed by the exposure step, and the recording layer from which the halogen compound has been removed is treated with a swelling liquid as a first solvent to cause swelling according to the formed hologram pattern. In the subsequent treatment with the second solvent, the swollen recording layer is contracted, and the hologram is amplified and fixed according to the swollen state.

ホログラム現像工程における第一の溶媒である膨潤液
とは、PVCzとハロゲン化合物との光反応の結果生成され
るPVCzの架橋物及び未架橋物に対し、短時間で殆ど溶出
させることのない溶媒である。かかる溶媒としては、前
記本発明において精製溶剤として挙げた良溶媒から適度
な膨潤力のものを選択或いは組合せて使用する。
The swelling solution, which is the first solvent in the hologram development step, is a solvent that hardly elutes in a short time with respect to the crosslinked and uncrosslinked products of PVCz generated as a result of the photoreaction between PVCz and the halogen compound. is there. As such a solvent, a solvent having an appropriate swelling power is selected or used in combination from the good solvents listed as the purification solvent in the present invention.

又、第二の溶媒である収縮液は、記録層に対して膨潤
又は溶解作用を有せず、且つ上記膨潤液と相溶性のある
溶媒は全て使用可能であり、例えば、前記した非又は貧
溶媒の中から適当なものを選択或いは組合せて使用す
る。
Further, the shrinking liquid as the second solvent does not have a swelling or dissolving effect on the recording layer, and any solvent compatible with the swelling liquid can be used. An appropriate one is selected from the solvents or used in combination.

又、夫々の工程の温度や時間等の処理条件は夫々使用
する記録層の種類及び溶媒の種類等によって変化し一概
には規定できないが、一般的にはいずれの工程も10℃乃
至70℃程度の温度で数秒間乃至数分間の処理で十分な効
果を挙げることができる。
Further, the processing conditions such as the temperature and time of each step vary depending on the type of the recording layer and the type of the solvent to be used, and cannot be unconditionally specified, but generally, each step is about 10 ° C. to 70 ° C. A sufficient effect can be obtained by treating for several seconds to several minutes at the above temperature.

基板からホログラムフイルムの剥離は、いずれの方法
でもよいが、例えば、ホログラムフイルムを溶解したり
膨潤させたりしない前述の如き非溶媒や水中で行うのが
好ましい。又、剥離に際してはホログラムフイルムは十
分な強度を有しているので基板を破壊したり溶解或いは
膨潤させたりする必要はない。
The hologram film can be peeled from the substrate by any method. For example, the hologram film is preferably peeled off in a non-solvent or water that does not dissolve or swell the hologram film. Further, at the time of peeling, the hologram film has a sufficient strength, so that it is not necessary to break, melt or swell the substrate.

以上の如くして得られる本発明のホログラムフイルム
は、500mm/min.の速度での引張り試験において5N/mm2
上の引張り強度を有しており、各種の用途においてフイ
ルム単体として十分な加工及び取扱い強度を有してい
る。引張り強度が5N/mm2未満であるとフイルムを加工す
る時にフイルムが破断したり、砕けたりして本発明の目
的を達成することができない。
The hologram film of the present invention obtained as described above has a tensile strength of 5 N / mm 2 or more in a tensile test at a speed of 500 mm / min., And is sufficiently processed and used as a film alone in various applications. Has handling strength. If the tensile strength is less than 5 N / mm 2 , the film breaks or breaks when processing the film, and the object of the present invention cannot be achieved.

(効果) 以上の如き特定の重量平均分子量及び分子量分布を有
するPVCzを用いることによって、基板から剥離した状態
でも十分に取扱ったり各種加工が可能な体積位相型ホロ
グラムが得られる。
(Effects) By using PVCz having the specific weight average molecular weight and molecular weight distribution as described above, a volume phase hologram that can be sufficiently handled and variously processed even in a state of being separated from the substrate can be obtained.

又、上記の体積位相型ホログラムフイルムは、従来の
PVCzを用いた体積位相型ホログラムの最大回折効率が98
%であるのに対して99.9%にまで向上しており、透過率
は600nmにおいて80%であったものが92%に、ヘイズは1
0μmの厚みで12%であったものが2%以下に夫々改善
されている。
Also, the above-mentioned volume phase type hologram film is a conventional type.
Maximum diffraction efficiency of volume phase hologram using PVCz is 98
% To 99.9%, and the transmittance was 80% at 600 nm, 92%, and the haze was 1%.
What was 12% at a thickness of 0 μm is improved to 2% or less.

(実施例) 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。
(Examples) Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.

実施例1 PVCz(ルビカンM−170、BASF社製)20gをジオキサン
/イソプロピルアルコール混合液(重量比3/1)600mlに
加え、80℃に加温して溶解し、均一になった後、25℃に
冷却した。
Example 1 20 g of PVCz (Rubican M-170, manufactured by BASF) was added to 600 ml of a mixed solution of dioxane / isopropyl alcohol (weight ratio: 3/1), and the mixture was heated to 80 ° C. to be dissolved. Cooled to ° C.

沈澱したPVCzをデカンテーションで分離し、分離した
PVCzをジオキサン/イソプロピルアルコール混合液(重
量比3/1)200mlに加え撹拌してポリマーを数回洗浄して
精製PVCzを得た。
The precipitated PVCz was separated by decantation and separated
PVCz was added to 200 ml of a mixed solution of dioxane / isopropyl alcohol (weight ratio: 3/1) and stirred, and the polymer was washed several times to obtain purified PVCz.

上記サンプルの一部をテトラヒドロフランに溶解し、
カラム温度27℃でゲルパーミエーションクロマトグラフ
を用い、カラムはショウデックス(shodex、昭和電工
(株))KF−807、KF80Mを接続し、ポリスチレン(昭和
電工(株)製)を基準にして重量平均分子量及び分子量
分布を求めたところ、下記の通りであった。
Dissolve part of the above sample in tetrahydrofuran,
A gel permeation chromatograph was used at a column temperature of 27 ° C. The column was connected to Shodex (Showa Denko KK) KF-807 and KF80M, and the weight average was based on polystyrene (Showa Denko KK). The molecular weight and molecular weight distribution were determined as follows.

重量平均分子量 152万 分子量分布 1.48 分子量20万以下のPVCzの含有量 0.8重量% 分子量100万以上のPVCzの含有量 62 重量% このサンプル2.5g及び四沃化炭素0.25gをクロルベン
ゼン40mlに加え、暗所にて撹拌して完全に溶解して感光
液とした。
Weight average molecular weight 1.52M Molecular weight distribution 1.48 Content of PVCz with a molecular weight of 200,000 or less 0.8% by weight Content of PVCz with a molecular weight of 1,000,000 or more 62% by weight Add 2.5g of this sample and 0.25g of carbon tetraiodide to 40ml of chlorobenzene, The mixture was completely dissolved by stirring in a dark place to obtain a photosensitive solution.

上記感光液を洗浄したガラス板上にスピナー(協和セ
ミコンダクター製)を用いて塗工及び乾燥して7.2μm
の記録層を形成した。
The above photosensitive solution was coated on a washed glass plate using a spinner (manufactured by Kyowa Semiconductor) and dried to a thickness of 7.2 μm.
Was formed.

この記録層をArレーザー(488nm)を用いる第1図に
示した光学系で露光してホログラムを記録した。
The recording layer was exposed to an optical system shown in FIG. 1 using an Ar laser (488 nm) to record a hologram.

露光後、35℃のトルエンに2分間、35℃のキシレンに
2分間浸漬し、更に20℃のヘプタンに2分間浸漬処理後
乾燥させて体積位相型ホログラムを得た。
After exposure, the film was immersed in toluene at 35 ° C. for 2 minutes and xylene at 35 ° C. for 2 minutes, immersed in heptane at 20 ° C. for 2 minutes, and dried to obtain a volume phase hologram.

上記ホログラムの反射回折効率を測定したところ、51
8nmの光で最大反射回折効率99%を示し、又、600nmの光
での透過率は87%を示し、更にヘイズ(全ヘイズ値)は
JISK7105に基づきヘイズメーター(日本電色(株)製)
で測定したところ1.7%であった。
When the reflection diffraction efficiency of the hologram was measured, 51
The maximum reflection / diffraction efficiency is 99% at the light of 8 nm, the transmittance at the light of 600 nm is 87%, and the haze (total haze value) is
Haze meter based on JISK7105 (manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.)
Was 1.7%.

次に上記のホログラムを水中に浸漬して剥離及び乾燥
して本発明のホログラムフイルムを得た。このホログラ
ムフイルムを前記と同様に各種性能を測定したところ、
性能変化は認められなかった。
Next, the hologram was immersed in water, peeled off and dried to obtain a hologram film of the present invention. When various performances of this hologram film were measured in the same manner as described above,
No performance change was observed.

このホログラムフイルムを長さ75mm及び幅10mmの短冊
形に裁断し、引張り試験機により500mm/min.の速度でそ
の破断強度を求めたところ14N/mm2であり、手で扱うの
に十分な強度を有していた。
The hologram film was cut into a strip-shaped length 75mm and width 10 mm, was 14N / mm 2 was determined with a breaking strength 500 mm / min. Speed by a tensile tester, sufficient strength to handle by hand Had.

実施例2 分子量120万及び分子量分布2.8の精製PVCzを用いたこ
とを除き、他は実施例1と同様にして厚さ7.4μmの本
発明のホログラムフイルムを得た。
Example 2 A hologram film of the present invention having a thickness of 7.4 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that purified PVCz having a molecular weight of 1.2 million and a molecular weight distribution of 2.8 was used.

このホログラムフイルム最大回折効率98%(518nm)
及び透過率87%(600nm)を示し、実施例1と同様に破
断強度を求めたところ11N/mm2であった。
The maximum diffraction efficiency of this hologram film is 98% (518nm)
And a transmittance of 87% (600 nm). The breaking strength was determined in the same manner as in Example 1 to be 11 N / mm 2 .

比較例1 実施例1における精製前のPVCz(ルビカンM−170)
を用いて、記録層の厚さを16μmとしたことを除き、他
は実施例1と同様にして記録層の形成、露光及び現像を
行った比較例の体積位相型ホログラムフイルムを得た。
このホログラムを実施例1と同様に測定したところ、回
折効率は僅か4%であり、透過率は68%と悪く明らかに
白濁しており、ヘイズ値は測定する必要が無かった。
Comparative Example 1 PVCz (Rubican M-170) before purification in Example 1
Was used to obtain a volume phase hologram film of a comparative example in which the recording layer was formed, exposed and developed in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the recording layer was changed to 16 μm.
When this hologram was measured in the same manner as in Example 1, the diffraction efficiency was only 4%, the transmittance was poor at 68%, and it was clearly cloudy, and the haze value did not need to be measured.

又、このホログラムフイルムは引張試験を行ったとこ
ろ破断強度は4.8N/mm2であり、脆いものであった。
The hologram film was subjected to a tensile test and found to have a breaking strength of 4.8 N / mm 2 , which was brittle.

尚、上記の精製前のPVCzを実施例1と同一条件で測定
したところ、重量平均分子量は92万であり、分子量分布
は5.4であった。
The PVCz before purification was measured under the same conditions as in Example 1. As a result, the weight average molecular weight was 920,000, and the molecular weight distribution was 5.4.

比較例2 実施例1における精製PVCzに代えて未精製のPVCz(ツ
ビコール210SP、亜南香料(株)製)2.5gを使用し、記
録層の厚みを19μmとしたことを除いて、他は実施例1
と同様にして記録層の形成、露光及び現像を行って比較
例の体積位相型ホログラムフイルムを得た。このホログ
ラムも最大回折効率は23%(520nm)、透過率73%及び
ヘイズ21%であり、又、引張り試験を行ったところ、強
度は4.0N/mm2であり、非常に脆く、砕け易いフイルムで
あった。
Comparative Example 2 Except that the purified PVCz in Example 1 was replaced by 2.5 g of unpurified PVCz (Tubicol 210SP, manufactured by Anan Kosyu Co., Ltd.), and the thickness of the recording layer was changed to 19 μm, the other operations were carried out. Example 1
The formation, exposure and development of the recording layer were performed in the same manner as in the above to obtain a volume phase hologram film of Comparative Example. This hologram also has a maximum diffraction efficiency of 23% (520 nm), a transmittance of 73%, and a haze of 21%. When subjected to a tensile test, it has a strength of 4.0 N / mm 2 , and is very brittle and fragile. Met.

上記の精製前のPVCzを実施例1と同一条件で測定した
ところ、重量平均分子量は78万であり、分子量分布は4.
6であった。
When the PVCz before purification was measured under the same conditions as in Example 1, the weight average molecular weight was 780,000, and the molecular weight distribution was 4.
It was 6.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は実施例で用いたホログラム記録光学系を示す。 FIG. 1 shows a hologram recording optical system used in the embodiment.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 尚郷 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−18592(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takasato Taniguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-2-18592 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポリ(N−ビニルカルバゾール)を主体と
してなるポリマーフイルムに体積位相型ホログラムが記
録されてなり、且つ該フイルムの引張り強度が5N/mm2
上であることを特徴とする体積位相型ホログラムフイル
ム。
1. A volume phase hologram, wherein a volume phase hologram is recorded on a polymer film mainly composed of poly (N-vinylcarbazole), and the film has a tensile strength of 5 N / mm 2 or more. Type hologram film.
【請求項2】ポリ(N−ビニルカルバゾール)の重量平
均分子量が100万以上であり、且つその分子量分布が3
以下である請求項1に記載の体積位相型ホログラムフイ
ルム。
2. The poly (N-vinylcarbazole) has a weight average molecular weight of 1,000,000 or more and a molecular weight distribution of 3
2. The volume phase hologram film according to claim 1, wherein:
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