JP2001176274A - 光メモリ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価かつ早期に製造でき、限られた体積でよ
り大容量の情報を保持できる光メモリ素子を提供する。 【解決手段】 基体の少なくとも一面に、樹脂製クラッ
ド層と樹脂製コア層からなりかつ両層の界面に凹凸部が
設けられてなる樹脂製クラッド／コア部材が２以上直接
積層されてなることを特徴とする光メモリ素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光メモリ素子に関
し、特に、光導波路デバイスを用いた光メモリ素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、予め所定の散乱光を生じるように
パターンが刻まれた平面型の光導波路中に光を導入し、
光導波面の外部に画像を結像させる技術が提案されてい
る（IEEE Photon. Technol. Lett., Vol.9, pp.95
8-960, July 1997等参照）。即ち、例えば、図７に模
式的に示すように、光導波路として機能するように、屈
折率や膜厚を調整されたコア層１０１と、このコア層１
０１を挟む形でその両側（両面部）に設けられた（第
１、第２の）クラッド層１０２とを備えてなるカード型
スラブ型光導波路デバイス１００において、コア層１０
１とクラッド層１０２との界面に微細な凹凸が存在して
いた場合、コア層（光導波路）１０１にレンズ１０３を
介して光（レーザ光）を導入すると、導入光の一部がそ
の凹凸部分で散乱し、散乱光がクラッド層１０２を通じ
て外部に出てくる。

【０００３】従って、光導波面（光導波路１０１）から
所定距離に特定の画像が結像するような光の散乱強度と
位相とを計算し、その計算に応じた微細な凹凸パターン
を予めコア層１０１に刻み込んでおけば、光導波面の外
部に所望の画像を結像させることができる。つまり、コ
ア層１０１は情報の記録層として機能することになる。

【０００４】そして例えば、光導波面の外部に出てきた
散乱光を上記所定距離に設置したＣＣＤ受像機１０４に
より受光して、結像画像を２次元のディジタルパターン
（例えば明暗の２値パターン、もしくは明度（グレイス
ケール）による多値のパターン等）化してディジタル信
号化すれば、既存のディジタル画像処理装置（図示省
略）で結像画像に対し、所望の画像処理を実施すること
ができる。

【０００５】また、例えば、上記のクラッド層１０２／
コア層１０１／クラッド層１０２を繰り返し積層して、
光導波路（記録層）１０１を複数個積層した場合、或る
光導波路１０１で散乱した光は、別の光導波路１０１を
横切ることになるが、通常、コア層１０１とクラッド層
１０２の屈折率差が極めて小さいので、その散乱光が別
の光導波路１０１に形成された凹凸で再散乱することは
殆ど無く、結像画像が乱れることはない。従って、積層
数に比例して数多くの画像やパターンを結像できること
になる。

【０００６】つまり、光導波路デバイス１００はその積
層数に比例した容量を有する光メモリ素子（ＲＯＭ等の
記録媒体）として使用できるのである。なお、この光メ
モリ素子は、理論上では、１層で約１ギガバイト程度の
容量を持たせることができ、１００層程度まで積層する
ことが可能であるといわれており、将来的には動画像の
記録等に十分対応できる大容量ＲＯＭとして使用される
ことが有望視されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、光導
波路デバイス１００のコア層１０１における上記の微細
な凹凸パターンは、例えば、次のような手法で形成され
る。即ち、まず（第１の）クラッド層１０２となる平板
状のガラス等の上にフォトレジストを塗布し、光あるい
は電子線等の露光とその現象によりそのガラス（クラッ
ド層１０２）上に、結像させたい像に応じたピット（凹
凸パターン）を形成する。

【０００８】その後、その凹凸パターン上にコア層１０
１を形成する。これにより、凹凸パターンの形成された
コア層１０１が作製され、このコア層１０１上にさらに
第２のクラッド層１０２を形成することにより、１層分
の光導波路デバイス（光メモリ素子）１００が作製され
る。これを繰り返すことによって、多層構造の光メモリ
素子（以下、「多層光メモリ」ということがある。）が
作製される。

【０００９】しかしながら、このような露光と現像とを
用いた手法では、１層分の光メモリ素子１００の作製に
非常に時間及びコストがかかってしまうので、大容量の
多層光メモリを作成するには、膨大な時間とコストがか
かるという課題がある。本発明はこのような課題に鑑み
創案されたもので、コア層及びクラッド層を樹脂製にす
ることで、上記の凹凸パターンを簡易に形成できるよう
にして、光メモリ素子を容易かつ安価に実現できるよう
にするとともに、限られた体積でより大容量の情報を保
持できる光メモリ素子を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、基体の
少なくとも一面に、樹脂製クラッド層と樹脂製コア層か
らなりかつ両層の界面に凹凸部が設けられてなる樹脂製
クラッド／コア部材が２以上積層されてなる光メモリ素
子に存する（請求項１）。好ましい構成は、基体の一面
に上記樹脂製クラッド／コア部材が２以上積層されてな
り、かつ該基体の他の一面に、該積層された樹脂製クラ
ッド／コア部材と同等の収縮率を有する樹脂層が設けら
れてなる光メモリ素子である（請求項２）。または、基
体の一面に上記樹脂製クラッド／コア部材が２以上積層
されてなり、かつ該基体の他の一面に、樹脂製クラッド
層が設けられてなる光メモリ素子である（請求項３）。

【００１１】また、好ましくは、基体が遮光性を有する
（請求項４）。或いは、基体と樹脂製クラッド／コア部
材の間に遮光性被膜が設けられてなる（請求項５）。別
の好ましい構成は、基体の両面に、上記樹脂製クラッド
／コア部材が２以上積層されてなる光メモリ素子である
（請求項６）。本発明の光メモリ素子（請求項１）によ
ると、コア層とその両面部に積層されるクラッド層とが
いずれも樹脂製なので、従来のようにフォトレジストの
露光と現像とを用いることなく、スタンパの転写により
凹凸のついたコア層を簡単に形成することができる。従
って、個々の光導波部材を極めて容易に短期間で大量生
産することが可能となり、この光導波部材を多層に積層
した多層構造の光メモリ素子を安価かつ早期に提供する
ことができる。

【００１２】また、１層のクラッド層がその両側のコア
層のクラッド層を兼ね、さらに各光導波部材間の接着剤
及び基体を不要としたので、多層光メモリの厚みをさら
に薄くして小型化を図ることができる。本発明の光メモ
リ素子（請求項２、３）によると、基体の両面部におい
て、コア層及びクラッド層による収縮力と樹脂層の収縮
力とが同等に働くので、基体の両面部間の収縮バランス
が確保されて、基体ひいては多層光メモリの反曲を最小
限に抑制することができる。また、収縮バランスをとる
ための樹脂層が１層なので、多層光メモリの小型化にも
寄与する。好ましくは該樹脂層としてクラッド層を用い
る。

【００１３】本発明の光メモリ素子（請求項４、５）に
よると、基体が遮光性を有するか、或いは、基体と樹脂
製クラッド／コア部材の間に遮光性被膜が設けられてな
るため、コア層に光を導波させた際、上記の凹凸部で散
乱した散乱光がクラッド層で導波してしまうことが無
い。従って信号光への干渉を抑えノイズが少なく精細な
画像の得られる光メモリ素子の実現性に大きく寄与す
る。

【００１４】本発明の光メモリ素子（請求項６）による
と、基体層の両面部において、樹脂製のクラッド層及び
樹脂製のコア層による収縮力がそれぞれ同等に働くの
で、樹脂製基体層の両面部間の収縮バランスが確保され
て、樹脂製基体層ひいては光メモリ素子の反曲を最小限
に抑制することができる。また基体の両面に光導波部材
を積層するため、多層光メモリの厚みをさらに薄くして
小型化を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明につ
いて詳細に説明を行う。本発明の光メモリ素子は、基体
の少なくとも一面に、クラッド層とコア層からなり、か
つ両層の界面に凹凸が設けられてなる樹脂製クラッド／
樹脂製コア部材が２以上積層されてなる。

【００１６】［第１実施形態の説明］まず、第１実施形
態の光メモリ素子とその製造方法について、図１及び図
２に示す模式的側面図を用いて説明する。図１に、基体
の一面に、樹脂製クラッド層と樹脂製コア層からなり、
かつ両層の界面に凹凸部が設けられて成る樹脂製クラッ
ド／コア部材が、２以上積層されてなる光メモリ素子を
示す。なお、光メモリ素子の最上層に積層される部材
は、樹脂製クラッド／樹脂製コア部材ではなく、パター
ンのないスタンパ上で硬化させたクラッド部材が好まし
い。

【００１７】始めに、図２（Ａ）に示すように、表面に
結像させたい画像（情報）に応じた所望の凹凸パターン
（凹凸形状；ピット）の刻まれたスタンパ１上に、所定
の膜厚となるようにコア剤（液状コア樹脂）２を塗布す
る。このコア剤２には、本実施形態では、紫外線（ＵＶ
光）を照射することにより硬化する紫外線硬化性樹脂剤
から成るものを使用し、このようにスタンパ１へ塗布し
た後、紫外線を照射して完全に硬化させることで樹脂製
のコア層２を形成する。

【００１８】次に、このようにコア剤２を完全硬化させ
た後、図２（Ｂ）に示すように、その上に、コア層２よ
りも屈折率の小さい紫外線硬化性樹脂剤から成るクラッ
ド剤（液状クラッド樹脂）３を塗布し、紫外線照射によ
り硬化させてコア層２よりも屈折率の小さい樹脂製クラ
ッド層３ａを形成する。その後、図２（Ｃ）に示すよう
に、上記のクラッド層３ａ上に、クラッド剤３ａと同じ
クラッド剤３ｂを塗布し、その上から基体となる樹脂フ
ィルム（樹脂製フィルム部材）４を、例えばローラ等を
用いて加圧しながら貼着（ラミネート）していく。つま
り、クラッド層３ａにクラッド剤３ｂを介して樹脂フィ
ルム４をラミネートする。

【００１９】かかる状態で、紫外線を照射してクラッド
剤３ｂを硬化させれば、クラッド層３ａと同じ材質のク
ラッド層３ｂが形成されると共に、樹脂フィルム４の接
着が行われる。ここで、クラッド層３ａ，３ｂはいずれ
も同じクラッド剤から成るので、１層分のクラッド層３
として機能する。そして、図２（Ｄ）に示すように、ス
タンパ１から、上記のコア層２とクラッド層３（３ａ，
３ｂ）と樹脂フィルム４とを一体に剥離（分離）する。

【００２０】次に、図２（Ｅ）に示すように、次層の所
望の凹凸パターンが刻まれたスタンパ１’上に同様にコ
ア層２’、クラッド層３ａ’をそれぞれ塗布、紫外線照
射による硬化により形成する。その後、図２（Ｆ）に示
すように、上記クラッド層３ａ’上に、クラッド剤３
ａ’と同じクラッド剤３ｂ’を塗布し、その上から、上
記部材２３４を貼着する。紫外線照射により、クラッド
剤３ｂ’を硬化した後、図２（Ｇ）に示すように、スタ
ンパ１’から、上記のコア層２’とクラッド層３’（３
ａ’、３ｂ’）と部材２３４とを一体に剥離する。

【００２１】以上のプロセスを繰り返すことにより、図
１に示すような、基体の少なくとも一面に、樹脂製クラ
ッド層と樹脂製コア層からなり、かつ両層の界面に凹凸
部が設けられて成る樹脂製クラッド／樹脂製コア部材
が、２つ以上積層されてなる光メモリ素子が形成され
る。なお、光メモリ素子の最上層に積層される部材は、
樹脂製クラッド／樹脂製コア部材ではなく、パターンの
ないスタンパ上で硬化させたクラッド部材が好ましい。

【００２２】［第２実施形態の説明］次に、第２実施形
態の光メモリ素子とその製造方法について、図３及び図
４に示す模式的側面図を用いて説明する。図３に、基体
の一面に上記樹脂製クラッド／コア部材が２以上積層さ
れてなり、かつ該基体の他の一面に、該積層された樹脂
製クラッド／コア部材と同等の収縮率を有する樹脂層が
設けられてなる光メモリ素子を示す。

【００２３】始めに、図４（Ａ）に示すように、表面に
結像させたい画像（情報）に応じた所望の凹凸パターン
（凹凸形状；ピット）の刻まれたスタンパ１上に、所定
の膜厚となるようにコア剤（液状コア樹脂）２を塗布す
る。このコア剤２には、本実施形態では、紫外線（ＵＶ
光）を照射することにより硬化する紫外線硬化性樹脂剤
から成るものを使用し、このようにスタンパ１へ塗布し
た後、紫外線を照射して完全に硬化させることで樹脂製
のコア層２を形成する。

【００２４】次に、このようにコア剤２を完全硬化させ
た後、図４（Ｂ）に示すように、その上に、コア層２よ
りも屈折率の小さい紫外線硬化性樹脂剤から成るクラッ
ド剤（液状クラッド樹脂）３を塗布し、紫外線照射によ
り硬化させてコア層２よりも屈折率の小さい樹脂製クラ
ッド層３ａを形成する。その後、図４（Ｃ）に示すよう
に、上記のクラッド層３ａ上に、クラッド剤３ａと同じ
クラッド剤３ｂを塗布し、その上から基体となる樹脂フ
ィルム（樹脂製フィルム部材）４を、例えばローラ等を
用いて加圧しながら貼着（ラミネート）していく。つま
り、クラッド層３ａにクラッド剤３ｂを介して樹脂フィ
ルム４をラミネートする。

【００２５】かかる状態で、紫外線を照射してクラッド
剤３ｂを硬化させれば、クラッド層３ａと同じ材質のク
ラッド層３ｂが形成されると共に、樹脂フィルム４の接
着が行われる。ここで、クラッド層３ａ，３ｂはいずれ
も同じクラッド剤から成るので、１層分のクラッド層３
として機能する。そして、図４（Ｄ）に示すように、樹
脂フィルム４上に、クラッド剤５を塗布し、紫外線照射
により硬化させる。そして、図４（Ｅ）に示すように、
スタンパ１から、上記のコア層２とクラッド層３（３
ａ，３ｂ）と樹脂フィルム４とクラッド層５とを一体に
剥離（分離）する。

【００２６】次に、図４（Ｆ）に示すように、次層の所
望の凹凸パターンが刻まれたスタンパ１’上に同様にコ
ア層２’、クラッド層３ａ’をそれぞれ塗布、紫外線照
射による硬化により形成する。その後、図４（Ｇ）に示
すように、上記クラッド層３ａ’上に、クラッド剤３
ａ’と同じクラッド剤３ｂ’を塗布し、その上から、上
記部材２３４５を貼着する。紫外線照射により、クラッ
ド剤３ｂ’を硬化した後、部材２３４５上にクラッド剤
５’を塗布し、紫外線照射により硬化させる。そして図
４（Ｈ）に示すように、スタンパ１’から、上記のコア
層２’とクラッド層３’（３ａ’、３ｂ’）と部材２３
４５とクラッド層５’とを一体に剥離する。

【００２７】以上のプロセスを繰り返すことにより、図
３に示すような、基体の一面に、樹脂製クラッド層と樹
脂製コア層からなりかつ両層の界面に凹凸部が設けられ
て成る樹脂製クラッド／コア部材が２以上積層されてな
り、該樹脂基体の他の一面にクラッド層が設けられてな
る光メモリ素子が形成される。一般に硬化樹脂は硬化時
に収縮するため、樹脂フィルムの一方の側だけにコア／
クラッド部材を積層していくと、光メモリ素子がカール
（反曲）してしまう。そこで、本実施形態の様に、フィ
ルムの一面にコア／クラッド部材を積層し、もう一面に
クラッド剤を積層することにより、フィルムの両側の収
縮がバランスし、素子のカールを抑えることができる。
なお、フィルムの、コア／クラッド部材を積層する面と
反対側に積層する樹脂は、樹脂製クラッド／樹脂製コア
部材と同等の収縮率を有する樹脂であれば必ずしもクラ
ッド剤である必要はない。ただし、材料選択の容易性を
考えればクラッド剤を用いるのが望ましい。

【００２８】［第３実施形態の説明］次に、第３実施形
態の光メモリ素子とその製造方法について、図５及び図
６に示す模式的側面図を用いて説明する。図５に、基体
の両面に、樹脂製クラッド層と樹脂製コア層からなりか
つ両層の界面に凹凸部が設けられて成る樹脂製クラッド
／コア部材が、２以上積層されてなる光メモリ素子を示
す。

【００２９】始めに、図６（Ａ）に示すように、表面に
結像させたい画像（情報）に応じた所望の凹凸パターン
（凹凸形状；ピット）の刻まれたスタンパ１上に、所定
の膜厚となるようにコア剤（液状コア樹脂）２を塗布す
る。このコア剤２には、本実施形態では、紫外線（ＵＶ
光）を照射することにより硬化する紫外線硬化性樹脂剤
から成るものを使用し、このようにスタンパ１へ塗布し
た後、紫外線を照射して完全に硬化させることで樹脂製
のコア層２を形成する。

【００３０】次に、このようにコア剤２を完全硬化させ
た後、図６（Ｂ）に示すように、その上に、コア層２よ
りも屈折率の小さい紫外線硬化性樹脂剤から成るクラッ
ド剤（液状クラッド樹脂）３を塗布し、紫外線照射によ
り硬化させてコア層２よりも屈折率の小さい樹脂製クラ
ッド層３ａを形成する。その後、図６（Ｃ）に示すよう
に、上記のクラッド層３ａ上に、クラッド剤３ａと同じ
クラッド剤３ｂを塗布し、その上から基体となる樹脂フ
ィルム（樹脂製フィルム部材）４を、例えばローラ等を
用いて加圧しながら貼着（ラミネート）していく。つま
り、クラッド層３ａにクラッド剤３ｂを介して樹脂フィ
ルム４をラミネートする。

【００３１】かかる状態で、紫外線を照射してクラッド
剤３ｂを硬化させれば、クラッド層３ａと同じ材質のク
ラッド層３ｂが形成されると共に、樹脂フィルム４の接
着が行われる。ここで、クラッド層３ａ，３ｂはいずれ
も同じクラッド剤から成るので、１層分のクラッド層３
として機能する。そして、図６（Ｄ）に示すように、ス
タンパ１から、上記のコア層２とクラッド層３（３ａ，
３ｂ）と樹脂フィルム４とを一体に剥離（分離）する。

【００３２】次に、図６（Ｅ）に示すように、次層の所
望の凹凸パターンが刻まれたスタンパ１’上に同様にコ
ア層２’、クラッド層３ａ’をそれぞれ塗布、紫外線照
射による硬化により形成する。その後、図６（Ｆ）に示
すように、上記クラッド層３ａ’上に、クラッド剤３
ａ’と同じクラッド剤３ｂ’を塗布し、その上から、上
記部材２３４を上下反転させ、樹脂フィルム４がクラッ
ド剤３ｂ’に接するように貼着する。紫外線照射によ
り、クラッド剤３ｂ’を硬化した後、図６（Ｇ）に示す
ように、スタンパ１’から、上記のコア層２’とクラッ
ド層３’（３ａ’、３ｂ’）と部材４３２とを一体に剥
離する。

【００３３】以上のプロセスを繰り返すことにより、図
５に示すような、基体の両面に、樹脂製クラッド層と樹
脂製コア層からなり、かつ両層の界面に凹凸部が設けら
れて成る樹脂製クラッド／コア部材が、２以上積層され
てなる光メモリ素子が形成される。一般に硬化樹脂は硬
化時に収縮するため、樹脂フィルムの一方の側だけにコ
ア／クラッド部材を積層していくと、光メモリ素子がカ
ール（反曲）してしまう。そこで、本実施形態の様に、
フィルムの両面にコア／クラッド部材を積層することに
よって、フィルムの両側の収縮がバランスし、光メモリ
素子のカールを抑えることができる。

【００３４】なお、片面に樹脂製コア／クラッド部材を
複数積層したのち他面への積層を行ってもよいが、両面
に１部材ずつ交互に設けていくと、カール（反曲）をよ
り抑えることができ好ましい。また、以上説明した第１
実施形態、第２実施形態、第３実施形態の光メモリ素子
同士をさらに、接着剤により積層することによっても、
さらに多層の光メモリ素子として機能する素子を得るこ
とができる。接着剤としては、例えば硬化後にクラッド
層として機能するクラッド剤を使用すればよい。

【００３５】以上の説明において、コア剤には、塗布時
には液体で、その後、硬化させることのできる樹脂であ
ればどのような樹脂を適用してもよいが、好適な物質と
しては、例えば、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂
や熱硬化性樹脂等が挙げられる。ただし、上述のごとく
スタンパによる転写を行なう場合には、光硬化性樹脂を
適用するのが好ましく、例えば、アクリル系，エポキシ
系，チオール系の各樹脂などが好ましい。

【００３６】また、上記のクラッド剤は、透明で屈折率
がコア剤よりも僅かに小さい物質（樹脂）であれば何で
も良いが、各種樹脂製のクラッド剤を塗布すると簡便で
ある。光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等から成るクラッド
剤は樹脂フィルムとの接着性に優れ、好適である。ま
た、コア剤、クラッド剤の塗布方法には、例えば、スピ
ンコート法，ブレードコート法，グラビアコート法，ダ
イコート法等があるが、塗布膜厚と均一性を満足すれば
どのような塗布方法を用いてもよい。

【００３７】本発明において、基体は、光メモリ素子を
保持する基体として機能する物質であれば樹脂、金属な
ど各種のものが用いられるが、製造工程上、貼着（ラミ
ネート）を行うなど柔軟性が要求される場合は、樹脂製
の基体とするのが好ましい。各種の硬化性樹脂を塗布後
硬化させたり、樹脂を溶剤に溶かして塗布し乾燥させた
りして樹脂製基体としてもよいが、樹脂フィルムを用い
ると、スタンパー上への貼着、剥離を繰り返して行いや
すく、生産性、作業性の点で好ましい。

【００３８】樹脂フィルムには、具体的には、ポリカー
ボネート，アートン（ＪＳＲ社製）などの非晶質ポリオ
レフィン，ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），Ｐ
ＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の光学特性に優れ
る（ＰＥＮはさらに耐熱性にも優れる）熱可塑性の樹脂
フィルムが好適（特に、上記のＰＥＴやＰＥＮはいずれ
も均一な厚みのフィルムを得られやすいので好適）で、
これらのいずれかを熱延伸或いは溶媒キャスト等の方法
で、例えば１００μｍ以下の厚さにしたものがよい。

【００３９】また、一般に樹脂フィルムは、その製造工
程で、無機粒子等の光学的には散乱体として機能するも
のがフィルム内に混入される。フィルム内の散乱体によ
る光の散乱が信号の読み取りに際し問題になる場合、フ
ィルムの片面にのみコア／クラッド部材が積層されてい
る態様であれば、フィルムとして遮光性フィルムを用い
るか、もしくはフィルムとコア／クラッド部材の間に遮
光膜を設けることが好ましい。これにより、樹脂フィル
ム内への光の伝搬、もしくはフィルム内での散乱光の信
号光への干渉を防ぐことができる。

【００４０】基体そのものを遮光性とすることが、光メ
モリ素子の小型化が図れ、製造工程も簡素化できるため
より好ましい。上記遮光性フィルム及び遮光膜として
は、例えばカーボンを樹脂中に練りこんだり、色素を添
加したりして作製したＰＥＴフィルムなどが挙げられ
る。なお、該遮光フィルムまたは該遮光膜が作用する波
長域については、再生に用いる導入光の波長を遮光する
ことができれば十分であり、可視光域全てを遮光する必
要はない。遮光性能については、フィルム厚さ方向で、
９０％以上の光を遮断することができればよいが、９９
％以上の光を遮断することができればより望ましい。

【００４１】なお、コア層，クラッド層の膜厚について
は、コア層，クラッド層が光導波路として機能するだけ
の膜厚であればよく、例えば、使用光波長域が可視光の
波長域であれば、コア層はおおよそ０．５〜３．０μｍ
程度になると考えられる。この場合、クラッド層の膜厚
に関しては特に制限は無いが、全体の厚みを薄くするこ
とを考慮すれば、１００μｍ以下にするのが好ましい。
あえて下限を規定するなら、０．１μｍ以上になると思
われる。

【００４２】クラッド層は上記説明のように２層に分け
て形成するのが、膜厚が安定して好ましいが、１層とし
て形成してもよい。また、上記では、樹脂フィルムとし
て、枚葉のフィルムを用いた方式を説明したが、連続フ
ィルムによる実施も可能である。フィルム上へのコア、
クラッド剤のダイコーター、マイクログラビア、バーコ
ータ等による塗布、スタンパを加圧した状態でのコア、
クラッド剤の硬化、等のプロセスを組み合わせることに
より、基体上にコア／クラッド部材を積層した構造体を
作製することができる。また、スタンパとしてロールに
巻き取り可能な形に加工したロールスタンパを用いるこ
とにより、スタンパからの転写プロセスの生産性を向上
させることも可能である。

【００４３】上述のごとく構成された光メモリ素子で
は、例えば、或る光導波路のコア層に光を入力すると、
その入力光が界面の凹凸部分で散乱し、その散乱光は上
下方向のそれぞれに伝搬してゆき最終的に光メモリ素子
の両面部から外部へ放出される。以上のように、本実施
形態によれば、積層されたコア層とクラッド層とがいず
れも樹脂製で、しかも、凹凸の形成されるコア層（コア
剤）に光や熱等で硬化しうる硬化性樹脂を用いているの
で、従来のようにフォトレジストの露光，現像処理等を
用いなくても、スタンパからの転写によって、コア層と
クラッド層との界面に容易に所望形状の凹凸を形成する
ことが可能になる。

【００４４】また、クラッド層の膜厚を例えば１０μｍ
程度にすることによって、１００層積層時にも素子の膜
厚を１ｍｍ程度に抑えることが可能となり、多層構造の
実用的な光メモリ素子を製造することが可能となる。従
って、多層構造の光メモリ素子の大量生産が可能にな
り、光メモリ素子を従来よりも容易に（短期間で）且つ
安価に提供することができる。

【００４５】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではなく、その要
旨を超えない限り適用可能である。表面に画像情報に応
じた凹凸形状を有する、金属ニッケルからなるスタンパ
上に、コア層となるアクリル系紫外線硬化樹脂（屈折率
ｎ＝１．４８９４）を塗布した後、紫外線を照射して硬
化させ、１．８μｍ厚のコア層を形成した。

【００４６】このコア層上に、アクリル系紫外線硬化樹
脂からなるクラッド剤（屈折率ｎ＝１．４８８０）を塗
布した後、紫外線を照射して硬化させ、１４μｍ厚のク
ラッド層を形成した。このクラッド層上に５μｍ厚のク
ラッド剤を塗布した後、厚さ１００μｍのアートンフィ
ルム（日本合成ゴム社製）を、ゴムローラーで圧着しな
がら、ゆっくりと貼着した。この上から紫外線を照射し
て、フィルム部材をコア／クラッド層と接着した。

【００４７】さらに該フィルム部材の上にクラッド剤を
塗布した後、紫外線を照射して硬化させ、１４μｍ厚の
クラッド層を形成した。そして、スタンパからコア層と
クラッド層とアートンフィルムとクラッド層とを一体に
分離した。（これを第１部材と呼ぶ。） なお、形成したコア層、クラッド層の屈折率はそれぞれ
１．５３００、１．５２２５であった。

【００４８】次に、次層の凹凸パターンを有するスタン
パ上に、同様に１．８μｍ厚のコア層、１４μｍ厚のク
ラッド層を形成した。そして該クラッド層上に、５μｍ
厚のクラッド剤を介して第１部材を貼着した。さらに第
１部材上に１４μｍ厚のクラッド層を設け、スタンパか
ら、コア層とクラッド層と第１部材とクラッド層とを一
体に分離した。（これを第２部材と呼ぶ。）この工程を
もう一度繰り返した。（この結果得られた部材を第３部
材と呼ぶ。）次に、パターンのないスタンパ上に、１４
μｍ厚のクラッド層を形成し、該クラッド層上に第３部
材を５μｍ厚のクラッド剤を介して貼着し、さらに該第
３部材上に１４μｍ厚のクラッド層を設けた。最後に、
スタンパから、クラッド層と第３部材とクラッド層とを
一体に分離し、光メモリ素子を作製した。

【００４９】以上の工程の結果、アートンフィルムの一
方の面上に、３層の１．８μｍ厚のコア層がそれぞれ１
９μｍ厚のクラッド層に挟まれた構造が構成された。ま
た、アートンフィルムの他の面上には、収縮バランス用
に合計５６μｍ厚のクラッド層が設けられた。これを、
ダイシングソーを用いて、縦約２ｃｍ、横約３ｃｍの大
きさに切断し、このサンプルの所定の方向からレーザー
光を導入し評価を行った。

【００５０】レーザー光は、波長が６８０ｎｍ、強度が
約５ｍＷの半導体レーザーで、レンズを組み合わせて光
束が縦が約１０μｍ、横が約１ｃｍに絞って、この光束
がコア層に導入されるように調整を行った。この結果、
レーザー光はコア層内を伝播し、凹凸によってわずかに
散乱された光はコア層と垂直方向に透過して、結像し
た。この像を光学顕微鏡を介して観察し、所期の画像
（テストパターン）であることを確認した。また、３層
ある各コア層には異なる画像が記録されており、レーザ
ー光を導入するコア層を変えることによってこれらの画
像が互いに影響を与えることなく、独立に読み出せるこ
とを確認した。

【００５１】

【発明の効果】以上記述したように、本発明の光メモリ
素子（請求項１）によると、コア層とその両面部に積層
されるクラッド層とがいずれも樹脂製なので、従来のよ
うにフォトレジストの露光と現像とを用いることなく、
スタンパの転写により凹凸のついたコア層を簡単に形成
することができる。従って、個々の光導波部材を極めて
容易に短期間で大量生産することが可能となり、この光
導波部材を多層に積層した多層構造の光メモリ素子を安
価かつ早期に提供することができる。

【００５２】また、１層のクラッド層がその両側のコア
層のクラッド層を兼ね、さらに各光導波部材間の接着剤
及び基体を不要としたので、多層光メモリの厚みをさら
に薄くして小型化を図ることができる。本発明の光メモ
リ素子（請求項２、３）によると、基体の両面部におい
て、コア層及びクラッド層による収縮力と樹脂層の収縮
力とが同等に働くので、基体の両面部間の収縮バランス
が確保されて、基体ひいては多層光メモリの反曲を最小
限に抑制することができる。また、収縮バランスをとる
ための樹脂層が１層なので、多層光メモリの小型化にも
寄与する。

【００５３】本発明の光メモリ素子（請求項４、５）に
よると、基体が遮光性を有するか、或いは、基体と樹脂
製クラッド／コア部材の間に遮光性被膜が設けられてな
るため、コア層に光を導波させた際、上記の凹凸部で散
乱した散乱光がクラッド層で導波してしまうことが無
い。従ってノイズが少なく精細な画像の得られる光メモ
リ素子の実現性に大きく寄与する。

【００５４】本発明の光メモリ素子（請求項６）による
と、基体層の両面部において、樹脂製のクラッド層及び
樹脂製のコア層による収縮力がそれぞれ同等に働くの
で、樹脂製基体層の両面部間の収縮バランスが確保され
て、樹脂製基体層ひいては光メモリ素子の反曲を最小限
に抑制することができる。また基体の両面に光導波部材
を積層するため、多層光メモリの厚みをさらに薄くして
小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態としての光メモリ素子
の構造を説明するための模式的側面図である。

【図２】 Ａ〜Ｇはいずれも、本発明の第１実施形態と
しての光メモリ素子の製造方法を説明するための模式的
側面図である。

【図３】 本発明の第２実施形態としての光メモリ素子
の構造を説明するための模式的側面図である。

【図４】 Ａ〜Ｇはいずれも、本発明の第２実施形態と
しての光メモリ素子の製造方法を説明するための模式的
側面図である。

【図５】 本発明の第３実施形態としての光メモリ素子
の構造を説明するための模式的側面図である。

【図６】 Ａ〜Ｈはいずれも、本発明の第３実施形態と
しての光メモリ素子の製造方法を説明するための模式的
側面図である。

【図７】 従来の光メモリ素子の動作原理を説明するた
めの模式的斜視図である。

【符号の説明】

１、１’ スタンパ ２、２’ コア剤（液状コア樹脂；コア層） ３、３ａ、３ｂ、３’、３ａ’、３ｂ’ クラッド剤
（液状クラッド樹脂；クラッド層） ４ 樹脂フィルム（基体） ５、５’ クラッド剤（液状クラッド樹脂；クラッド層
（収縮バランス用）） ２３４、４３２、２３４５ 積層体 １００ 光導波路デバイス １０１ コア層（記録層） １０２ クラッド層 １０３ レンズ １０４ ＣＣＤ受像器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体の少なくとも一面に、樹脂製クラッ
   ド層と樹脂製コア層からなりかつ両層の界面に凹凸部が
   設けられてなる樹脂製クラッド／コア部材が２以上積層
   されてなることを特徴とする光メモリ素子。
2. 【請求項２】 基体の一面に上記樹脂製クラッド／コア
   部材が２以上積層されてなり、かつ該基体の他の一面
   に、該積層された樹脂製クラッド／コア部材と同等の収
   縮率を有する樹脂層が設けられてなる請求項１に記載の
   光メモリ素子。
3. 【請求項３】 基体の一面に上記樹脂製クラッド／コア
   部材が２以上積層されてなり、かつ該基体の他の一面
   に、樹脂製クラッド層が設けられてなる請求項１記載の
   光メモリ素子。
4. 【請求項４】 基体が遮光性を有する請求項１乃至３の
   いずれかに記載の光メモリ素子。
5. 【請求項５】 基体と樹脂製クラッド／コア部材の間に
   遮光性被膜が設けられてなる請求項１乃至３のいずれか
   に記載の光メモリ素子。
6. 【請求項６】 基体の両面に、上記樹脂製クラッド／コ
   ア部材が２以上積層されてなる請求項１記載の光メモリ
   素子。