JPH04260085A - ホログラム乾板、その製造方法及びホログラムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、ホログラム乾板、その
製造方法、そしてホログラムの製造方法に関する。本発
明は、とりわけ、ノイズの少ないホログラムを大型基板
の一部あるいは曲面上に形成するのに有利に用いること
ができる。

【従来の技術】ホログラムとは、レーザ光等の可干渉性
の光の干渉波面を記録用の乾板に屈折率分布、吸光度分
布又は凹凸分布等として記録したものであり、また、ホ
ログラフィ技術とは、このホログラムに再び光を照射す
ることにより、干渉波面を形成したもう一方の光を再生
する技術である。ホログラフィは三次元ディスプレイと
して広く知られているばかりでなく、その波長分離機能
、光偏向機能、光収束機能、入射角選択機能、偏光選択
機能などを利用した光学素子としても検討されている。 ところで、最近、このホログラムを大型基板の一部ある
いは曲面上に形成するニーズが高まっている。これはす
なわち、最近の多様化したディスプレイに対応しようと
いうものである。ホログラム乾板は、通常、ガラス基板
等の基板上に感光剤を溶液から塗布して感光剤層（ある
いは感光膜ともいう）を形成することによって製造され
ている。しかし、この乾板製造方法では、上述のような
大型基板や曲面上において得られる感光剤層が不均一に
なることを回避できず、したがって、満足し得る回折効
率、解像力などを得ることができない。この感光剤層が
不均一になる問題を解消するため、大型基板等に感光剤
を直接に塗布するのではなくて、別にシート状の感光剤
層を調製してから、調製済みの感光剤層を大型基板等に
適用し、露光を行う方法が通常採用されている。 この方法を例えば図１１を参照して説明すると、図１１
（Ａ）に示されるように、例えばピペットなどの容器９
３に入れた感光剤（例えば重クロム酸ゼラチン）９４を
例えばポリエステルフィルムなどのベースフィルム９５
上に滴下する。成膜処理が完了すると、図１１（Ｂ）に
示されるように、感光剤層９４がベースフィルム９５上
に形成される。次いで、図１１（Ｃ）に示されるように
、大型基板あるいは曲面（ここでは大型ガラスプレート
９８の一部を示す）に先に調製した感光剤層を、その層
を支承するベースフィルムが外側になるようにして貼り
付け、また、その際、屈折率の調整のため、例えばシリ
コンオイルのような屈折率調整層９７をガラスプレート
９８と感光剤層９４の間に介在させる。このようにして
得られるホログラム乾板１００　は、その感光剤層９４
が均一な膜厚を有していることを特徴とする。しかし、
このホログラム乾板を用いて通常のホログラム露光を行
うと、新たに別の問題が惹起されることが判明した。す
なわち、ベースフィルムと感光剤層とで屈折率が異なる
ことに由来するノイズの問題であり、屈折率調整層を介
在させても十分に対応しきれない。さらに詳しく述べる
と、この種のホログラム乾板では、ベースフィルムと感
光剤層との間に界面が発生し、露光時に乾板に入射して
きた光の一部が反射してしまい、不必要な干渉縞が発生
するため、ホログラムにノイズが写り込んでしまうとい
う問題がある。現在のところ、このベースフィルムと感
光剤層の間に発生する界面に由来するノイズ発生に対す
る有効な解決策はたてられていない。特開昭６３−２９
１０８２号公報には、ホログラム乾板の支持体の裏面で
発生するハレーション現象に由来するノイズの発生を防
止する方法が提案されているが、この方法を本発明の問
題の解決に利用することはできない。特開昭６３−２９
１０８２号公報に記載の発明は、光束を吸収する部材を
光束が記録担体を透過した後の光路に配設し、この光吸
収部材を機械的に除去する工程を第一の溶媒による処理
以前に設けることにより、好適な裏面反射防止効果を得
てハレーション現象を防止することを目的とする。この
発明によると、図１２（Ａ），（Ｂ）に示されるように
、ホログラム用光記録担体１０１　を支持するガラス板
１０２　の裏面に、光吸収性部材９１を粘着層９２を介
して貼付する。この光吸収性部材としては、露光に用い
る光の波長に対して十分な光吸収特性を有していればよ
いが、入手容易性から電気配線用のビニールテープを使
用している。ビニールテープには種々の色があるが、特
に赤色が好適である。露光後の記録担体は、専用器具８
１，８２を用いて裏面の反射防止材を除去する。これに
より基板裏面の光吸収性部材を機械的に除去可能な付着
強度で配設でき、露光後の工程で機械的に除去すること
で、特別な液浴を用いることなく不必要な残留物を残さ
ずに除去できるという効果がある。

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大型
基板の一部あるいは曲面上にノイズの少ないホログラム
を形成するのに有効なホログラム乾板を提供することに
ある。本発明のもう１つの目的は、上記のようなホログ
ラム乾板を製造する方法を提供することにある。本発明
のさらにもう１つの目的は、上記のようなホログラム乾
板を使用してホログラムを製造する方法を提供すること
にある。

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
透明な支持体と、該支持体上に順次積層せしめられた、
前記支持体の屈折率にほぼ等しい屈折率を有している下
記手段：（１）感光剤層、（２）屈折率調整層、及び（
３）前記感光剤層の側から大気の側に向かって光の進行
がある時に当該部材と大気の境界面において光の反射が
ないかもしくは、光の反射があったとしても、その反射
光が前記感光剤層に入射することがないように構成され
た透明な保護部材、とを少なくとも含んでなることを特
徴とするホログラム乾板によって達成することができる
。本発明の実施において、透明な支持体はいろいろな材
料から形成することができる。適当な支持体材料として
、例えば、ガラス、各種のプラスチック材料などをあげ
ることができる。このような支持体は、通常、その大気
と接する側（感光剤層とは反対の側）に無反射コートを
有していることが好ましい。無反射コートは、支持体側
から大気（空気層）に向って光が進む時に、その境界面
での光の反射を防ぐ処理（コーティング）である。また
、もしも一方向からの光のみでホログラム乾板の露光を
行うのであるならば、上述の無反射コートに代えて反射
膜あるいはそれに類するものを施すこと、さもなければ
透明な支持体に代えて半透明又は不透明な支持体を使用
することが提案される。ここで、適当な反射膜としては
、鏡や金属蒸着膜などをあげることができる。さらに加
えて、マスタとなるホログラムを支持体として利用する
こともできる。本発明において、支持体上に支承される
感光剤層等の手段は、支持体とほぼ同じ屈折率を有して
いることが必要である。例えば、支持体として屈折率１
．５２のガラスプレートを使用する場合、各手段は約１
．５０〜約１．５５の屈折率を有していることが好まし
い。また、本発明においては、この屈折率のコントロー
ルのため、感光剤層と最上層の保護部材との間に屈折率
調整層を、例えばシリコンオイルなどから、介在させる
ことが好ましい。なお、この屈折率調整層は場合によっ
て省略することもできる。支持体上には感光剤層を施し
、そして、通常、両者の接合を改良するために接着剤層
を介在させる。接着剤層の形成のため、各種の市販の光
学接着剤を有利に用いることができる。なお、もしも感
光剤層が所定レベルの粘着性を有しているならば、この
接着剤層を省略することもできる。感光剤層の感光剤は
、この技術分野において感光剤として一般的に用いられ
ているものから任意に選んで使用することができる。適
当な感光剤として、例えば、重クロム酸ゼラチン、カル
バゾール環を含む重合体、漂白銀塩、フォトポリマー、
サーモプラスチックなどをあげることができる。ホログ
ラム乾板の最上層を構成する保護部材は、感光剤層をシ
ールして保護することなどの目的に用いられるもので、
前記した支持体と同様、いろいろな透明材料から構成す
ることができる。保護部材は、好ましくは、大気と接す
る側に無反射コートを有するガラスプレート（カバーガ
ラス）から構成するか、さもなければ、反射光があって
もそれを感光剤層以外の方向に飛ばしてしまうプリズム
から構成することができる。本発明の第２の目的は、上
述のようなホログラム乾板を製造するに当って、ベース
フィルムと該フィルム上に施された感光剤層とからなる
転写シートを調製し、前記転写シートを透明な支持体に
接合し、その際、前記転写シートの感光剤層を前記支持
体に対向させ、得られた一体化構造体から前記転写シー
トのベースフィルムを剥離し、前記構造体の感光剤層上
に屈折率調整層及び透明な保護部材を順次積層すること
、を特徴とするホログラム乾板の製造方法によって達成
することができる。本発明における転写シートの調製は
、選ばれたベースフィルムに感光剤を溶液から塗布する
などして行うことができる。なお、ベースフィルムに対
する感光剤層の接合の強さは、引き続く剥離工程におい
て一体化構造体からベースフィルムを容易にひきはなす
ことができる程度に調整することが推奨される。なお、
ここで使用するベースフィルムの材料は特に限定される
ものではないけれども、適当なものとして、各種のプラ
スチック材料、例えばポリエステル、ポリカーボネート
、ポリビニリデンなどのように透明性とフレキシビリテ
ィを有するものをあげることができる。また、もしも市
販品で本発明の転写シートの要件を満たすものがあれば
、それを利用することもできる。例えば、市販のフォト
ポリマーフィルム、銀塩フィルム等を一例としてあげる
ことができる。本発明の第３の目的は、上述のようなホ
ログラム乾板を用いてホログラムを製造するに当って、
前記ホログラム乾板に少くともその保護部材の側から所
定の干渉光を照射して露光を行い、そして露光後のホロ
グラム乾板を現像すること、を特徴とするホログラムの
製造方法によって達成することが本発明の露光及び現像
工程は、ホログラムの製造において一般的に用いられて
いる手法に従って実施することができる。例えば、ホロ
グラムの露光は、図９に略示する露光光学系を用いて行
うことができる。すなわち、レーザＬＤからの２本のレ
ーザ光を図示のようにハーフミラー等を介してホログラ
ム乾板１０に入射する。露光後のホログラム乾板の現像
は、例えば感光剤がカルバゾール環を含む重合体からな
る場合を例にとると、次の通りである：カルバゾール環
を含む重合体を主体としたホログラム材料は、レーザ光
の干渉パターンを露光することにより、光照射部で重合
体の架橋反応が生じる。この段階では材料に屈折率変調
はなく、像は潜像として記録されている。これを、カル
バゾール環を含む重合体をほとんど溶出しないが膨潤作
用を有する良溶媒である第１の溶剤に浸漬した後、膜が
溶剤を吸収し膨潤している状態で、カルバゾール環を含
む重合体の貧溶媒である第２の溶剤に浸漬する工程によ
り、屈折率変調を形成することができ、ホログラムを製
造することができる。この良溶媒および貧溶媒に浸漬す
る現像方法は、漂白銀塩や重クロム酸ゼラチンなどの材
料でも用いられている方法である。ここで良溶媒である
第１の溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、メ
シチレン、エチルベンゼン、ジクロロメタン、ジクロロ
エタン、およびこれらの溶剤の混合溶剤がある。これら
のなかで実用的に有利な溶剤は、キシレンあるいは、キ
シレンとトルエンの混合溶剤である。第２の溶剤として
は、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−
オクタン、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアル
コール、およびこれらの溶剤の混合溶剤がある。

【作用】本発明では、ホログラムのノイズの原因となる
感光剤層のフィルムベースを露光時に存在させず、かつ
反射防止のための処置を施した透明材料を保護部材とし
て用いることを提案する。本発明では、したがって、乾
板の厚さ方向にわたる屈折率差をなくし、界面の発生を
防ぐことで、ノイズの低減をはかることができる。

【実施例】図１は、本発明によるホログラム乾板の好ま
しい一例を示した断面図である。ホログラム乾板１０は
、図示される通り、無反射コート１１を有する光学的に
透明なガラスプレート１からなる。乾板の支持体として
用いられるガラスプレート１は、その上方に順次形成さ
れた、接着剤層２、感光剤層３、屈折率調整層４、そし
て無反射コート５１付きの光学的に透明なカバーガラス
５を有している。なお、ガラスプレート１は従来の大型
基板あるいは曲面を有した基板に相当する。図１のホロ
グラム乾板は、例えば、図２及び図３において工程（Ａ
）〜（Ｅ）として順次示す方法によって製造することが
できる。先ず図２（Ａ）に示すように、ベースフィルム
６上に感光剤３をピペット７から滴下し、塗布する。図
２（Ｂ）に示すように、感光剤層３を有するベースフィ
ルム６（本発明の転写シート）が得られる。次いで、こ
の転写シートを、図２（Ｃ）に示すように、感光剤層３
を内側に向けて無反射コート１１付きのガラスプレート
に貼り合わせる。この場合、ガラスプレートに対して感
光剤層を強力に付着させるため、ピペット８からの接着
剤を予め適用して接着剤層２を形成しておく。感光剤層
をガラスプレートに接合し終えた後、図３（Ｄ）に示す
ように、転写シートに用いたベースフィルムを剥離除去
する。最後に、図３（Ｅ）に示すように、ピペット９か
ら屈折率調整液を滴下して屈折率調整層４を形成した後
、無反射コート５１が最外層となるようにしてカバーガ
ラス５を載置する。上記のような一連の工程を経て製造
される本発明のホログラム乾板は、例えばその感光剤と
してガラスとほぼ同じ屈折率を有する重クロム酸ゼラチ
ンを用いれば、ガラスプレートからカバーガラスまでの
間に界面は存在しなくなり、このホログラム乾板の上下
両方向より入射した光はその乾板内で少しも反射される
ことなく透過できる。この結果、本発明のホログラム乾
板では不必要な干渉縞が形成されることがなく、得られ
るホログラムはノイズのない鮮明なものである。本発明
のホログラム乾板は、すでにふれたように、本発明の範
囲内でいろいろに変更することができる。例えば、本発
明の乾板１０は、それを一方向からの光のみにて露光す
るように設計する場合、図１のガラスプレート１の無反
射コートに代えて反射膜１２を用いることができる（図
４参照）。反射膜１２は、例えば、鏡面処理膜又はアル
ミニウム等の金属蒸着膜である。加えて、図示の乾板１
０の場合、感光剤層３が粘着性を有しているので、図１
の接着剤層を有しない。もちろん、本発明のホログラム
乾板は、感光剤自体に粘着性があるならば、図５に示す
ように、図１の乾板でガラスプレート１と感光剤層３の
中間に介在させた接着剤層２を省略することもできる。 さらにまた、本発明のホログラム乾板は、図６〜図８に
示したような形態とすることもできる。図６は、本発明
のホログラム乾板の支持体にマスタホログラムを用いた
例である。ホログラム乾板１０は、図示されるように、
マスタホログラム２０、屈折率調整用のシリコンオイル
層４、そして感光剤層３からなる。このホログラム乾板
の場合、レーザＬＤからのレーザ光（実線で示した矢印
）が入射するとともに、見かけ上の光（点線で示した矢
印）も入射する。図７は、本発明のホログラム乾板の支
持体に反射膜付光学素子を用いた例である。ホログラム
乾板１０は、図示されるように、アルミニウム蒸着膜３
２付きの光学素子３０、屈折率調整用のシリコンオイル
層４、そして感光剤層３からなる。このホログラム乾板
の場合も、上記した図６の乾板と同様、レーザＬＤから
のレーザ光（実線で示した矢印）が入射するとともに、
見かけ上の光（点線で示した矢印）も入射する。図８は
、本発明のホログラム乾板の保護部材にプリズムを用い
た例である。ホログラム乾板１０は、図示されるように
、アルミニウム蒸着膜４２付きの光学素子４０、屈折率
調整用のシリコンオイル層４４、感光剤層４３、屈折率
調整用のシリコンオイル層４５、そしてプリズム４６か
らなる。ホログラム乾板の感光剤層４３から出射した光
は、プリズム４６の作用により、再び感光剤層に入射す
ることがない。 例　　１ １００ｍｌの４％ゼラチン水溶液に０．６ｇの重クロム
酸アンモニウムを溶解して屈折率約１．５５の重クロム
酸ゼラチン感光液を得た。この感光液をポリエステル（
屈折率１．６７）からなるベースフィルム上に被覆量０
．１６ｍｌ／ｃｍ２　で滴下し、塗布した。ベースフィ
ルムを２０℃及び５０％ＲＨの雰囲気中で２４時間にわ
たって乾燥することにより感光膜を形成した。次いで、
この感光膜付きのベースフィルム（転写シート）を無反
射コート付きガラスプレート（屈折率１．５２）に接合
した。この接合に際して、ガラスプレートの無反射コー
トを有しない面に光学接着剤（屈折率１．５２）を滴下
し、塗布して接着剤層を先ず形成し、次いで、先に調製
した転写シートをその感光剤層を内側に向けてガラスプ
レートに貼り合わせた。両者が十分に接合した後、ベー
スフィルムだけを剥離した。次いで、シリコンオイルを
主液に屈折率１．５２になるように調整した屈折率調整
液を感光剤層上に滴下して展開させた後、無反射コート
付きカバーガラス（屈折率１．５２）でシールした。こ
のようにして、上下両方の最外層に無反射コートを有す
る本発明のホログラム乾板が得られた。上記のようにし
て製造したホログラム乾板を２本のレーザ光の光量和が
　２００ｍＪ／ｃｍ２　になるように露光した。次いで
、この露光乾板を色が抜けるまで水洗し、市販の写真用
硬膜定着液（コダック社から入手可能なラピッド・フィ
クサ）に数分間浸漬した。水洗処理の後、イソプロパノ
ールの浴に数分間浸漬し、熱風空気中で乾燥した。ノイ
ズのない鮮明なホログラムが得られた。本例のホログラ
ム乾板について、図１０に示した露光光学系を使用して
ノイズ率を測定した。レーザ光は、図示される通り、入
射角５５°で乾板１０のカバーガラスに入射させた。図
１０の式から、ノイズ率は１％であることが確認された
。 例　　２（比較例） 前記例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、比較
のため、転写シートのベースフィルム（屈折率１．６７
のポリエステルフィルム）を剥離しないで、そのベース
フィルム上に屈折率調整層及びカバーガラスを重ね合わ
せた。このホログラム乾板を用いて前記例１と同様にし
てホログラムの製造を行ったが、ベースフィルムの存在
に原因すると思われるノイズが発生した。この乾板のノ
イズ率は、測定の結果、５％であることが確認された。

【発明の効果】本発明によれば、従来のホログラム乾板
に不可欠のベースフィルムが不存在であるので、透過光
量を増加させることができるばかりでなく、屈折率を調
整し、かつノイズを低減することができる。また、反射
防止処置を施したガラス又はこれに類する透明物質を保
護部材として用いているので、感光剤面の保持又は保護
が有効となるばかりでなく、空気とこれに接する感光剤
面との屈折率を調整し、ノイズを低減するのにも有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるホログラム乾板の好ましい一例を
示した断面図である。

【図２】本発明によるホログラム乾板の製造（その１）
を順を追って示した断面図である。

【図３】本発明によるホログラム乾板の製造（その２）
を順を追って示した断面図である。

【図４】本発明によるホログラム乾板のもう１つの好ま
しい例を示した断面図である。

【図５】本発明によるホログラム乾板のもう１つの好ま
しい例を示した断面図である。

【図６】本発明におけるマスタホログラムの使用例を示
した断面図である。

【図７】本発明における反射膜付光学素子の使用例を示
した断面図である。

【図８】本発明におけるプリズムの使用例を示した断面
図である。

【図９】本発明において用いられるホログラム露光法を
説明した略示図である。

【図１０】ホログラム乾板のノイズ率の測定に用いられ
る露光光学系を説明した略示図である。

【図１１】従来のホログラム乾板の製造を順を追って示
した断面図である。

【図１２】従来のホログラムの製造を示した断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ガラスプレート ２…接着剤層 ３…感光剤層 ４…屈折率調整層 ５…カバーガラス １１…無反射コート ５１…無反射コート

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透明な支持体と、該支持体上に順次積
   層せしめられた、前記支持体の屈折率にほぼ等しい屈折
   率を有している下記手段：（１）感光剤層、（２）屈折
   率調整層、及び（３）前記感光剤層の側から大気の側に
   向かって光の進行がある時に当該部材と大気の境界面に
   おいて光の反射がないかもしくは、光の反射があったと
   しても、その反射光が前記感光剤層に入射することがな
   いように構成された透明な保護部材、とを少なくとも含
   んでなることを特徴とするホログラム乾板。
2. 【請求項２】　　前記支持体がガラスプレートであり、
   大気と接する側に無反射コートを有していることを特徴
   とする請求項１に記載のホログラム乾板。
3. 【請求項３】　　前記支持体が光学素子であり、大気と
   接する側に反射膜を有していることを特徴とする請求項
   １に記載のホログラム乾板。
4. 【請求項４】　　前記支持体がマスタホログラムである
   ことを特徴とする請求項１に記載のホログラム乾板。
5. 【請求項５】　　前記感光剤層と前記支持体との間に接
   着剤層が介在してあることを特徴とする請求項１に記載
   のホログラム乾板。
6. 【請求項６】　　前記感光剤層の感光剤が自体粘着性を
   有しており、該粘着性を利用して該感光剤層が支持体上
   に接合していることを特徴とする請求項１に記載のホロ
   グラム乾板。
7. 【請求項７】　　前記感光剤層が重クロム酸ゼラチンを
   感光剤として含有することを特徴とする請求項１に記載
   のホログラム乾板。
8. 【請求項８】　　前記保護部材がカバーガラスであり、
   大気と接する側に無反射コートを有していることを特徴
   とする請求項１に記載のホログラム乾板。
9. 【請求項９】　　前記保護部材がプリズムであることを
   特徴とする請求項１に記載のホログラム乾板。
10. 【請求項１０】　　請求項１に記載のホログラム乾板を
    製造するに当って、ベースフィルムと該フィルム上に施
    された感光剤層とからなる転写シートを調製し、前記転
    写シートを透明な支持体に接合し、その際、前記転写シ
    ートの感光剤層を前記支持体に対向させ、得られた一体
    化構造体から前記転写シートのベースフィルムを剥離し
    、前記構造体の感光剤層上に屈折率調整層及び透明な保
    護部材を順次積層すること、を特徴とするホログラム乾
    板の製造方法。
11. 【請求項１１】　　請求項１に記載のホログラム乾板を
    用いてホログラムを製造するに当って、前記ホログラム
    乾板に少くともその保護部材の側から所定の干渉光を照
    射して露光を行い、そして露光後のホログラム乾板を現
    像すること、を特徴とするホログラムの製造方法。