JP2007171916A - ホログラム記録材料、ホログラム記録媒体、および、ホログラム記録方法 - Google Patents

ホログラム記録材料、ホログラム記録媒体、および、ホログラム記録方法 Download PDF

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Abstract

【課題】偏光を利用した感度の高い多重記録が可能であると共に、一旦記録された情報の定着性にも優れたホログラム記録材料を提供すること。
【解決手段】光応答性分子と、固有複屈折を有する反応性分子と、該固有複屈折を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を促進する光重合開始剤とを含み、前記光重合開始剤の含有量が０．１重量％未満の範囲内であり、且つ、前記固有複屈折を有する反応性分子の含有量が３０〜８０重量％の範囲内であることを特徴とするホログラム記録材料。
【選択図】なし

Description

本発明は、ホログラム記録を利用した大容量の情報記録に適したホログラム記録材料、これを用いたホログラム記録媒体、および、該ホログラム記録媒体を用いたホログラム記録方法に関するものである。
ホログラフィックデータストレージにおいては、ホログラムの記録に用いる材料として、分子中に光の照射によりトランス−シスに配向が変化するアゾベンゼン骨格を有する高分子材料（以下、「アゾポリマー」と称す場合がある）などのフォトクロミック材料を選択することにより、偏光を記録することができる。
この偏光記録はデーターにセキュリティ用の鍵をかけたり、演算を行わせたりすることのできる、まさにホログラム記録ならではの特徴的有用な記録方法である。しかし、現在この偏光を記録できるホログラム記録媒体用の記録材料として研究されているアゾポリマー等は、その光異性化反応が可逆的であるために、偏光記録を永久的には保持できず、リライタブル材料として研究されている。
一方、ホログラフィックデータストレージでは大容量を記録できるため、書き換え可能なリライタブルタイプのホログラム記録媒体よりも、一旦記録された情報が失われることのないライトワンスタイプのホログラム記録媒体に対するニーズの方が大きい。
このようなニーズを満たすものとしては、光が照射された際の重合反応という不可逆的な反応を利用して記録を行うことができる光重合性の高分子記録材料（いわゆるフォトポリマー）を用いたホログラム記録媒体が知られている。しかしながら、このタイプの媒体では、偏光記録を行うことができず、上述したようなメリットを享受することができない。また、多重記録を行った場合には、記録を重ねる程感度の低下が顕著になるという欠点もある。
これに対して、アゾポリマーのような光の照射によって光異性化反応が起こるフォトクロミック材料を用いた光記録媒体も種々知られており、例えば、アゾポリマーの他に液晶物質も用いた光記録媒体などが挙げられる（特許文献１等参照）。この媒体では、紫外線露光等によるアゾポリマーや液晶物質の移動を利用して薄膜パターンを形成することにより記録を行うものであり、飛躍的に高い感度が実現できる。
しかしながら、この媒体は、一旦記録した情報を定着（保持）する能力が無いため、新たな情報を上書きすると先に記録された情報が失われてしまい、ライトワンスタイプの光記録媒体としては利用できない。
一方、ホログラム記録分野におけるアゾベンゼン骨格を有するフォトクロミック材料のような分子の配向の制御は、液晶ディスプレイや光学フィルタ等の他の分野においても重要であり、種々の検討が行われている。
例えば、ジアゾ色素分子鎖を有する重合性の化合物を重合させた後に、偏光を照射してジアゾ色素分子鎖を異性化し、これにより液晶分子を配向させる方法（特許文献２参照）や、二色性色素事態が所定の配向を保って硬化され、硬膜となっている光吸収異方性薄膜（特許文献３参照）、アゾベンゼンなどの光配向性を示す構成単位を有する多官能マレイミド誘導体等を含有する光配向材料（特許文献４参照）等が知られている。
なお、上述したような分子の配向および重合を組み合わせて利用したホログラム記録方法として、固有複屈折率を有する重合性基を有する液晶性化合物を、重合により固定化する方法が提案されている（特許文献５参照）。
特許第３４５１３１９号公報 特開平１１−２３７６１２号公報 特開２００２−２６５５４１号公報 特開平１１−３０５０３６号公報 特開２００５−１１５３６１号公報
以上に説明したように、偏光を利用した多重記録が可能であると共に、記録時の感度が高く、且つ、一旦記録された情報の定着性にも優れたライトワンスタイプの光記録媒体は実現されてない。
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、偏光を利用した正確で感度の高い多重記録が可能であると共に、一旦記録された情報の定着性にも優れたホログラム記録材料、これを用いたホログラム記録媒体、および、該ホログラム記録媒体を用いたホログラム記録方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を達成するために、鋭意検討を行った。まず、偏光を記録するためには、フォトポリマーのように光が照射された際に重合する記録材料ではなく、アゾポリマーのように光の照射によってトランス−シスに変化するような光異性化反応によって分子（あるいは分子の一部分）の配向が変化する材料（以下、「光応答性分子」と称す）を用いることが必要であると考えられる。また、情報の定着性を確保するためには、情報を記録するために光が照射された領域の記録層の状態がそのまま固定化されることが必要である。
このような点では、特許文献２〜４等に示されるように、アゾポリマー等の光応答性分子の配向状態が決定した状態で、重合等によりその配向状態をそのまま固定することが好ましいと考えられる。しかしながら、多重記録を行う場合には、記録を繰り返す度に、記録層中の光が照射される領域内に存在する未重合状態の光応答性分子の量が減少することになるため、感度が著しく低下してしまう。これに対しては、記録層中の光応答性分子の密度を上げたり、記録層の膜厚を厚くしたりする方法があるが、光を吸収する光応答性分子の増量は、光の利用効率の低下を招く。
なお、記録時の単なる感度の向上という点では、特許文献１に示されるように、アゾポリマーと液晶分子とを組み合わせた構成が有利である。すなわち、光の照射に応答して直接配向する成分（アゾポリマー）と、この直接配向する成分に倣って２次的に配向する成分（液晶分子）とを組み合わせれば光の利用効率の低下を招くことなく、高い感度を得ることができる。このような高い感度が得られるのは、アゾポリマーのみに起因する感度を、更に、このアゾポリマーに倣って配向する液晶分子を利用することによって増幅させているためである。しかしながら、この場合は記録された情報を定着することはできない。
本発明者らは、以上のような従来技術における課題を考慮し、偏光を利用した多重記録においても、感度を確保すると共に、情報の定着性をも確保するためには、記録層中に感度の確保を主機能とする成分と、一旦記録された情報の定着性の確保を主機能とする成分とを配合することが重要であると考え、以下の本発明を見出した。
すなわち、本発明は、
＜１＞
光応答性分子と、固有複屈折率を有する反応性分子と、該固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を促進する光重合開始剤とを含み、
前記光重合開始剤の含有量が０．１重量％未満の範囲内であり、且つ、前記固有複屈折率を有する反応性分子の含有量が３０〜８０重量％の範囲内であることを特徴とするホログラム記録材料である。
＜２＞
前記光重合開始剤の吸収波長が、３４０〜６５０ｎｍの範囲内であることを特徴とする＜１＞に記載のホログラム記録材料である。
＜３＞
前記光応答性分子が、光応答性高分子であることを特徴とする＜１＞に記載のホログラム記録材料である。
＜４＞
前記光応答性高分子が、アゾベンゼン骨格を有することを特徴とする＜３＞に記載のホログラム記録材料である。
＜５＞
信号光と参照光とを同時に照射することにより情報を記録する際に、前記信号光の偏光方向と前記参照光の偏光方向とが互いに平行な場合、および、前記信号光の偏光方向と前記参照光の偏光方向とが互いに直交する場合に各々対応した情報が記録可能なことを特徴とする＜１＞に記載のホログラム記録材料である。
＜６＞
信号光と参照光とを同時に照射することにより情報を記録する場合において、光の振幅、位相、および、偏光方向から選択される少なくともいずれかの特性の変調を利用して前記情報を記録することが可能なことを特徴とする＜１＞に記載のホログラム記録材料である。
＜７＞
光応答性分子と、固有複屈折率を有する反応性分子と、該固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を促進する光重合開始剤とを含み、前記光重合開始剤の含有量が０．１重量％以下の範囲内であり、且つ、前記固有複屈折率を有する反応性分子の含有量が３０〜８０重量％の範囲内であるホログラム記録材料からなる記録層を有することを特徴とするホログラム記録媒体である。
＜８＞
光応答性分子と、固有複屈折率を有する反応性分子と、該固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を促進する光重合開始剤とを含み、前記光重合開始剤の含有量が０．１重量％以下の範囲内であり、且つ、前記固有複屈折率を有する反応性分子の含有量が３０〜８０重量％の範囲内であるホログラム記録材料からなる記録層を有するホログラム記録媒体に、信号光と参照光とを同時に照射することにより情報を記録する際に、
光の強度変調および偏光変調の少なくともいずれかを利用して前記情報を多重記録することを特徴とするホログラム記録方法である。
以上に説明したように本発明によれば、偏光を利用した正確で感度の高い多重記録が可能であると共に、一旦記録された情報の定着性にも優れたホログラム記録材料、これを用いたホログラム記録媒体、および、該ホログラム記録媒体を用いたホログラム多重記録方法を提供することができる。
また、本発明によれば、光重合開始剤の吸収波長が情報の記録に利用される光の波長域と同じであるため、情報の記録と定着とがほぼ同時に起こることになり、情報の記録と別個に実施されるような情報の定着のための後処理が不要であるホログラム記録媒体、および、該ホログラム記録媒体を用いたホログラム多重記録方法を提供することができる。
＜ホログラム記録材料およびホログラム記録媒体＞
本発明のホログラム記録材料（以下、「記録材料」と略す場合がある）は、光応答性分子と、固有複屈折率を有する反応性分子と、該固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を促進する光重合開始剤とを含み、前記光重合開始剤の含有量が０．１重量％未満の範囲内であり、且つ、前記固有複屈折率を有する反応性分子の含有量が３０〜８０重量％の範囲内であることを特徴とする。また、本発明のホログラム記録媒体（以下、「記録媒体」と略す場合がある）は、本発明の記録材料からなる記録層を有することを特徴とする。
従って、本発明の記録材料／記録媒体は、偏光を利用した正確で感度の高い多重記録が可能であると共に、一旦記録された情報の定着性にも優れるライトワンスタイプの記録材料／記録媒体として利用することができる。
なお、本発明の記録材料を用いた情報の記録は、信号光と参照光とを同時に照射することにより行うことができるが、この情報の記録に際しては光の偏光方向の変調を利用した情報の多重記録に特に好適である。
しかしながら、勿論、偏光方向の変調以外にも、振幅や位相の変調を利用して情報を記録することも可能である。また、偏光方向の変調を利用して情報を記録する場合、信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが互いに平行な場合（強度変調ホログラム）、および、信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが互いに直交する場合（偏光変調ホログラム）に各々対応した情報の記録が可能である。
ここで、「固有複屈折率を有する反応性分子」とは、光の照射によってこの反応性分子同士が、重合及び／又は架橋する分子を意味し、光応答性分子が感応する波長の光の照射された際に、ホログラム記録材料中に含まれる光重合開始剤によって重合及び／又は架橋する分子である。なお、詳細については後述する。
また、本発明の記録材料を用いた情報の記録および定着は、以下のようなプロセスで進行する。まず、光応答性分子の光異性化反応を引き起こす光（偏光）を照射することにより、記録層中に含まれる光応答性分子が光異性化反応によって所定の方向に配向する。この際、光応答性分子の周囲に存在する固有複屈折率を有する反応性分子が、光応答性分子の配向状態に倣って配向する。
続いて、光応答性分子の配向状態に倣って配向した状態の固有複屈折率を有する反応性分子に、光応答性分子に照射された光と同じ波長の光が照射されることによって、固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋反応が起こる。これにより光応答性分子の配向状態に倣って配向した状態の固有複屈折率を有する反応性分子は、その配向状態が固定されるため、一旦記録された情報が定着されることになる。
ここで、多重記録を行う場合には、新たな情報を記録する毎に別の偏光が照射され、情報が定着されることになるため、記録層中に含まれる未重合状態の固有複屈折率を有する反応性分子の量は、記録毎に減少することになる。このため、情報の記録を繰り返す度に、光応答性分子の配向に倣って配向できる未反応の固有複屈折率を有する反応性分子が減少しため、特許文献１に示したような記録媒体のように、液晶分子により感度を増幅する機能は低下してしまう。
しかしながら、本発明の記録媒体は、記録層中に含まれる次の記録に寄与できる光応答性分子の量は、情報を多重記録しても常に一定に保たれるため、記録層中に存在する光応答性分子の量に対応した一定レベル以上の感度が常に維持できる。
このため、本発明の記録媒体は情報の定着が可能である上に、従来のフォトポリマーを用いた記録媒体と比べると、情報を多重記録する場合でも高い感度を維持することが容易である。
以上に説明したように、本発明では、多重記録時に、固有複屈折率を有する反応性分子が、主に一旦記録された情報を定着する機能を担うと共に、光応答性分子が、固有複屈折率を有する反応性分子の配向を誘起する機能に加えて感度を確保する機能をも担う。このため、偏光を利用した感度の高い多重記録が可能であると共に、一旦記録された情報を定着することも可能である。
なお、本発明においては、上述したように固有複屈折率を有する反応性分子が、記録層に情報を記録する際に照射される光によって重合又は架橋するものであるため、情報の記録と定着とを略同時に行うことができると共に、このホログラム記録媒体を用いて情報の記録再生を行うホログラム記録装置の構成を簡素化できる。
また、本発明においては、記録層に用いられる固有複屈折率を有する反応性分子が、光の照射により重合及び／又は架橋するのを促進するために、記録層中に光重合開始剤が含まれる。
記録層中（すなわち記録材料中）に含まれる光重合開始剤の含有量は、０．１重量％未満であることが必要であり、０．０８重量％以下であることが好ましい。光重合開始剤の含有量が０．１重量％以上では、後述するように固有複屈折率を有する反応性分子が光応答性分十分に配向し終える前に重合及び／又は架橋が起こるため正確な記録ができなくなるためである。また、光重合開始剤の含有量が少ない場合には、情報の定着性が不十分である場合があるため、光重合開始剤の含有量は反応性分子の０．００１重量％以上であることが好ましい。
なお、通常、情報を速やかに記録して定着するためには、光重合開始剤の量は多ければ多い方が好ましい。このような観点では、数重量％の光重合開始剤が含まれていることが好ましいと考えられる。
しかしながら、本発明における情報の記録・定着は、光の照射によって、（１）まず、光応答性分子の配向が起こり、（２）続いて、光応答性分子の配向に倣って固有複屈折率を有する反応性分子が配向し、（３）最後に配向した状態の固有複屈折率を有する反応性分子が重合及び／又は架橋することによってなされるものである。但し、このような３段階の反応は、実際には、上記のプロセス（１）からプロセス（２）、プロセス（２）からプロセス（３）へと順次区切りよく起こるものではなく、プロセス（１）や（２）が起こっている段階でプロセス（３）もある程度競合して起こっているものと考えられる。従って、プロセス（１）および（２）とプロセス（３）との競合が著しくなる；すなわちプロセス（１）および（２）の反応速度に対して、プロセス（３）の反応速度が相対的に大きいと、固有複屈折率を有する反応性分子が十分に配向し終える前（情報の記録が完了する前）に、固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋（情報の定着）が起こってしまうことになる。
特に、光応答性分子が、後述するような分子サイズが大きく分子の運動性により劣る光応答性高分子である場合には、プロセス（１）の反応速度が相対的により小さくなる上に、これに伴いプロセス（２）の反応速度も相対的により小さくなるため、上述した問題がより顕著になると考えられる。
本発明者らはこの点に着目し、プロセス（１）および（２）とプロセス（３）との競合を弱めてやる；すなわち、プロセス（１）および（２）の反応速度に対して、プロセス（３）の反応速度を相対的により小さく制御してやれば、固有複屈折率を有する反応性分子が十分に配向し終えた状態で、固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を実施できるため、感度の高い記録が実現できるものと考えた。ここで、プロセス（３）の反応速度を支配する重要な要因は、光重合開始剤の含有量であると考えられる。本発明者らは、以上に説明した知見に基づいて、上述したように光重合開始剤の含有量を０．１重量％未満にすれば、感度の高い記録が実現できることを見出した。
また、記録層中（すなわち記録材料中）に含まれる固有複屈折率を有する反応性分子の含有量は、３０〜８０重量％の範囲内であることが必要であり、３５〜６５重量％の範囲内であることが好ましい。
固有複屈折率を有する反応性分子の含有量が３０重量％未満では、記録密度が低下したり、多重記録に際して高い感度を得ることができなくなる。また、８０重量％を超ると、光応答性分子の含有量が不十分となるために感度が低下してしまう。
また、光重合開始剤の含有量が８０重量％を超えると、光を照射した際に、光応答性分子の配向に倣って固有複屈折率を有する反応性分子が十分に配向し終える前に、固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋が進行してしまうため、高い記録性能が得られなくなる場合がある。また、光重合開始剤の含有量が３０重量％未満では、光を照射した際に、光応答性分子の配向に倣って配向した固有複屈折率を有する反応性分子の重合の進行が十分でないために、定着が十分でなく、経時的には一旦配向した固有複屈折率を有する反応性分子の配向緩和により、情報の記録が劣化してしまう場合がある。
−ホログラム記録媒体の構成−
次に、本発明の記録媒体の構成や、用いる材料についてより詳細に説明する。
本発明の記録媒体は、上述したような光応答性分子と固有複屈折率を有する反応性分子と光重合開始剤とを含む記録材料からなる記録層を少なくとも有するものであるが、この記録層は、基板（あるいは基体）上に設けられていることが好ましい。また、記録層と基板との間に反射層を設けることもできる。また、記録層を保護する保護層を、記録層の基板が設けられた側の面と反対側の面上に設けることができる。なお、保護層が、基板であってもよい（すなわち、１対の基板間に記録層が挟持された構成）。加えて、基板と、反射層や記録層、あるいは、反射層、記録層、保護層の各々の層の間の接着性等を確保する等の目的で必要に応じて中間層を設けることもできる。更に保護層の表面など必要なところに反射防止コートをすることもできる。
ホログラム記録媒体の形状としては特に限定されず、記録層が一定の厚みで２次元的に形成されているものであればディスク状、シート状、テープ状、ドラム状等、任意の形態を選択することができる。
しかしながら、既存の光記録媒体の製造技術や、記録再生システムを容易に利用できる点から、従来の光記録媒体に利用されているようなセンター部に穴を設けた円盤状であることが好ましい。
（記録層）
記録層は、光応答性分子と固有複屈折率を有する反応性分子と光重合開始剤とを必ず含み、必要に応じてその他の成分が含まれる本発明のホログラム記録材料からなる。なお、その他の成分としては、バインダー等、情報の記録／再生に直接関係のない材料が用いられてもよい。
記録層の膜厚は、実用上は３μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましいが、本発明の記録媒体が平面ホログラムの場合には、膜厚は３μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、５μｍ〜２０μｍの範囲内であることがより好ましい。 一方、本発明の記録媒体が、体積ホログラムの場合には、膜厚は１００μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましく、２５０μｍ〜１ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
以下、記録層に含まれる各成分についてより詳細に説明する。
−光応答性分子−
光応答性分子としては、光を照射することにより、異性化反応を示す部分構造（例えば、シス−トランス異性や、シン−アンチ異性等）を含み、この部分構造の異性化により分子の配向が変化する材料を用いることができる。
本発明においては、光応答性分子が、光照射によりシス−トランス異性化が起こるアゾベンゼン骨格（アゾ基の両端にベンゼン環を設けた構造）を含むことが好ましい。このようなアゾベンゼン骨格のシス−トランス異性化反応を以下の異性化反応例１に示す。
Figure 2007171916
また、光応答性分子が高分子材料（光応答性高分子）である場合には、アゾベンゼン骨格等を含む光異性化基（当該光異性化基とは、光を照射することにより、異性化反応を示す基を意味する）が側鎖部分に含まれていることが好ましい。このような高分子材料は、主鎖の構造と側鎖の構造とに分けて、多様な分子設計が可能であるため、吸収係数のみならず、感応波長域や、応答速度、記録保持性等のホログラム記録に必要な種々の物性を高いレベルで所望の値に調整することが容易であるというメリットがある。
例えば、側鎖に、光異性化基に加えて、ビフェニル誘導体等の液晶性の線状メソゲン基を導入した場合には、光異性化基の光照射による配向変化を増強・固定化することができるため、吸収ロスを抑制することができる。
なお、アゾベンゼン骨格等を含む高分子材料として好適な例としては、特願２００４−１５０８０１号公報、特願２００４−１１３４６３号公報、特願２００４−１６３８８９号公報、特願２００４−８３７１６号公報、特願２００４−８１６７０号公報、特願２００４−１３５９４９号公報、特願２００４−１３５９５０号公報、特願２００４−８１６１０号公報に記載の高分子材料が挙げられる。
以下に、本発明に用いられる光応答性高分子の一例として、アゾベンゼン骨格等を含む光異性化基が側鎖部分に含まれる光応答性高分子（以下、アゾポリマー（１）と称す場合がある）の構造式の一例を以下に示す。なお、以下の構造式においてｎは１以上の整数を意味する。
Figure 2007171916
また、アゾベンゼン骨格を含むもの以外にも光応答性分子としては、ジアリールエテン類を含む材料が利用できる。ジアリールエテン類はフォトクロミズムを示す。これはフルギドなどと同じく変換が光のみで起こる６π電子環状反応である。ジアリールエテン類はスチルベン類の一種であると言える。ジアリールエテン類のフォトクロミズムはトランス−シス異性化であり、その特徴は熱安定性および繰返し耐久性が高いことである。以下に代表的なジアリールエテン類の化学構造式の一例とその異性化反応例（異性化反応例２）とを示す。
Figure 2007171916
例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などにジアリールエテンを分散させた材料を記録層として形成したホログラム記録媒体では、波長が５００ｎｍ付近の光を照射すると無色になり、波長が３６０ｎｍ付近の光を照射すると発色する。この吸収の変化を利用してホログラム記録を行うことができる。
また、スピロピランを含む材料も光応答性分子として利用できる。研究報告が最も多いフォトクロミック化合物はスピロピラン類である。スピロピラン類は一部実用化されているものもあり、最も期待されている化合物の一つである。以下に代表的なスピロピラン類の化学構造式の一例とその異性化反応例（異性化反応例３）とを示す。
Figure 2007171916
スピロピラン類は、光により青色を呈しコントラストが良好である。スピロピラン類を含む高分子材料は、一般に、紫外光で無色から発色をする、発色速度が速い、暗所に放置した時の消色は遅いといった特徴があり、このような特徴を有するスピロピラン類は本発明のホログラム記録媒体に用いる光応答性分子として利用することができる。
また、その他にもウラニン、エリトロシンＢ、エオシンＹなどに代表されるキサンテン系色素を挙げることができる。以下に代表的なキサテン系色素の一例であるウラニンの化学構造式とその異性化反応例（異性化反応例４）とを示す。キサテン系色素を用いた場合には比較的強度の弱い光を用いてもホログラム記録媒体に対して情報を記録することができる。また、キサンテン系色素を用いてホログラム記録媒体を作製する場合には、例えば、ＰＶＡやＰＭＭＡなどにキサンテン系色素を分散させた材料を利用することができる。
Figure 2007171916
さらに、フルギドを含む材料も光応答性分子として利用できる。以下に代表的なキフルキドの化学構造式の一例とその異性化反応例（異性化反応例５）とを示す。なお、フルキドは波長３６５ｎｍの紫外線により発色し、波長５１５ｎｍや５３２ｎｍなどのグリーンの光により異性化するため、この特性を利用してホログラム記録媒体に適用することができる。
Figure 2007171916
なお、本発明に用いられる光応答性分子が、アゾベンゼン骨格を有する材料以外のフォトクロミック化合物を含む高分子材料である場合、好適な例としては、特願２００４−８１６６６号公報に記載の材料が上げられる。さらに、他の光応答性分子としては、特願２００３−２９８９３６号公報、特願２００３−３０００５９号公報、特願２００３−３０００５７号公報、特願２００４−８８７９０号公報、特願２００４−９１９８３号公報に記載の材料を好ましく挙げることができる。
−固有複屈折率を有する反応性分子−
固有複屈折率を有する反応性分子としては、既述したように光の照射によって重合及び／又は架橋するものが用いられる。
また、本発明に用いられる固有複屈折率を有する反応性分子は、分子固有の長軸方向の屈折率（Ｎe）と短軸方向の屈折率（Ｎo）とが異なる分子であることが好ましい。ここで、固有複屈折率とは分子固有の複屈折率を表し、固体、液晶状態等のバルクの複屈折率から求めることもできるが、分子軌道計算により求めることもできる値である。本発明のホログラム記録材料を利用したホログラム記録媒体への情報の記録は屈折率変調を利用するため、固有複屈折率を有する反応性分子の屈折率異方性ΔＮ＝｜Ｎe―Ｎo｜は大きい程好ましく、好ましくは０．０１以上であり、さらに好ましくは０．０５以上であり、最も好ましくは０．１以上である。
したがって、本発明に用いられる固有複屈折率を有する反応性分子は、棒状で分子の長軸方向に共役が長くつながった分子であることが好ましい。
固有複屈折率を有する反応性分子としては、後述する反応性液晶分子を用いることが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば、いわゆる２色性化合物（色素）であって、分子内に反応性基を有するものなども利用可能である。以下、反応性液晶分子についてより詳細に説明する。
この反応性液晶分子は、ネマチック性、コレステリック性またはスメクチック性の液晶配向を示す各種骨格を有し、かつ末端に、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等の不飽和二重結合やエポキシ基等の重合性官能基を少なくとも１つ有する液晶性化合物である。好ましくは２つ以上の重合性官能基をもって架橋できる反応性液晶分子を用いることが好ましい。この場合は配向を更に強固に固定することができる。
液晶配向を示すメソゲン基となる環状単位としては、たとえば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等があげられる。なお、これら環状単位の末端は、たとえば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。
記録材料に用いられる反応性液晶分子は、単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。前記反応性液晶分子は通例、配向処理した後、熱や光等による適宜な方式で架橋および／または重合処理されてポリマーとされる。
−光重合開始剤−
本発明においては、記録材料からなる記録層中に含まれる固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を促進するために、光重合開始剤が用いられる。
光重合開始剤としては、２、２−ジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、チオキサンソン系、ジアゾニウム系、スルホニウム塩系、ヨードニウム塩系、セレニウム塩系等の通常の光重合開始剤が使用できる。光重合開始剤は、光散乱の影響を抑えるため、固有複屈折率を有する反応性分子や光応答性分子に溶解あるいは相溶するものが好ましい。また透明の光重合開始剤も好ましい。たとえば、チバスペシャルティケミカルズ社製のイルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）７８４，同１８４、同６５１、同３６９などを例示できる。
なお、記録材料中には、光重合開始剤のほかに増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。このような光重合開始の添加量としては、一般的には０．００１〜１０重量％、好ましくは０．１〜５重量％の範囲で本発明の記録材料中に添加することができる。
−その他の成分（バインダー等）−
また、記録層を構成する記録材料には、必要に応じて、その他の成分、例えばバインダー樹脂が含まれていてもよい。
このようなバインダー樹脂としては、例えば、光学特性に優れたポリメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などが利用可能である。また、下記の構造式（１）に示すような側鎖にシアノビフェニルを持つポリエステル材料もバインダー樹脂として好適である。
Figure 2007171916
なお、構造式（１）中、ｎは１以上の整数を表す。このポリエステル材料は、ホログラム記録媒体に情報を記録／再生する際に利用する一般的な光の波長域において透過性を有する。また、光異性化基を有する光応答性高分子と併用する場合には、光異性化基の異性化に追随して複屈折が誘起できるため、光応答性高分子の高感度化に有効である。なお、当該併用とは、光異性化基を有する光応答性高分子と、構造式（１）で示されるポリエステルの物理的な混合のみならず、化学的な混合、すなわち、構造式（１）で示される繰り返し単位が、光異性化基を有する（高分子系の）光応答性高分子に含まれる（共重合体を形成している）場合も含まれる。
−記録層の形成−
記録層の形成は、記録層材料として用いられる本発明の記録材料に応じて適宜公知の方法を利用でき、例えば、本発明の記録材料を溶解させた塗布液を用いるスプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、スクリーン印刷法等の液相成膜や、蒸着法等を利用することができる。更に射出成形やホットプレスを利用して板状の記録層（厚膜）を形成させることもできる。
（基板／基体）
基板や基体としては、表面が平滑なものであれば各種の材料を任意に選択して使用することができる。例えば、金属、セラミックス、樹脂、紙等を用いることができる。また、その形状も特に限定されない。なお、既存の光記録媒体の製造技術や、記録再生システムを容易に利用できる点から、従来の光記録媒体に利用されているようなセンター部に穴を設けた円盤状の平坦な基板を用いることが好ましい。
このような基板材料としては、具体的には、ガラス；ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂；ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂；エポキシ樹脂；アモルファスポリオレフィン；ポリエステル；アルミニウム等の金属；等を挙げることができ、所望によりこれらを併用してもよい。
上記材料の中では、耐湿性、寸法安定性および低価格等の点から、アモルファスポリオレフィン、ポリカーボネートが好ましく、ポリカーボネートが特に好ましい。
また、基板表面には、トラッキング用の案内溝またはアドレス信号等の情報を表す凹凸（プリグルーブ）が形成されていてもよい。
また、記録や再生に際し、基板を介して記録層に光を照射する場合には、使用する光（記録光および再生光）の波長域を透過する材料を用いる。この場合、使用する光の波長域（レーザ光の場合は、強度が極大となる波長域近傍）の透過率が９０％以上であることが好ましい。
なお、基板表面に反射層を設ける場合には、基板表面には平面性の改善、接着力の向上の目的で、下塗層を形成することが好ましい。
該下塗層の材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタクリル酸共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、Ｎ−メチロールアクリルアミド、スチレン・ビニルトルエン共重合体、クロルスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の高分子物質；シランカップリング剤等の表面改質剤；を挙げることができる。
下塗層は、上記材料を適当な溶剤に溶解または分散して塗布液を調製した後、この塗布液をスピンコート、ディップコート、エクストルージョンコート等の塗布法により基板表面に塗布することにより形成することができる。下塗層の層厚は、一般に０．００５μｍ〜２０μｍの範囲内であることが好ましく、０．０１μｍ〜１０μｍの範囲内であることがより好ましい。
（反射層）
反射層としては、レーザ光の反射率が７０％以上である光反射性物質から構成されていることが好ましく、このような光反射性物質としては、例えば、Ｍｇ、Ｓｅ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｐｏ、Ｓｎ、Ｂｉ等の金属および半金属あるいはステンレス鋼を挙げることができる。
これらの光反射性物質は単独で用いてもよいし、あるいは二種以上の組合せで、または合金として用いてもよい。これらのうちで好ましいものは、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌおよびステンレス鋼である。特に好ましくは、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌあるいはこれらの合金であり、最も好ましくは、Ａｕ、Ａｇあるいはこれらの合金である。
反射層は、例えば、上記光反射性物質を蒸着、スパッタリングまたはイオンプレーティングすることにより基板上に形成することができる。反射層の層厚は、一般的には１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
（保護層）
保護層としては、記録層を通常の使用環境下において、機械的、物理的、化学的に保護できる材料および厚みからなるものであれば、公知の材料を用いることができる。例えば、一般的には、透明な樹脂や、ＳｉＯ２等の透明な無機材料を挙げることができる。
なお、記録や再生に際し、保護層を介して記録層に光を照射する場合には、使用する光の波長域を透過する材料を用いる。この場合、使用する光の波長域（レーザ光の場合は、強度が極大となる波長域近傍）の透過率が９０％以上であることが好ましい。なお、これは、接着性向上等の目的で、記録層の光が入射する側の面に設けられる中間層についても同様である。
保護層は、樹脂からなる場合には、予めシート状に形成されたポリカーボネートや三酢酸セルロース等からなる樹脂フィルムを用いることができ、この樹脂フィルムを記録層上に貼り合わせることにより保護層を形成する。貼り合わせに際しては、接着強度を確保するために熱硬化型やＵＶ硬化型の接着剤を介して貼り合わせ、熱処理やＵＶ照射により接着剤を硬化させることが好ましい。なお、保護層として用いられる樹脂フィルムの厚みは、記録層を保護できるのであれば特に限定されないが、実用上は３０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましく、５０μｍ〜１５０μｍの範囲がより好ましい。
あるいは、このような樹脂フィルムの代わりに、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を塗布形成することにより保護層を形成することもできる。また必要に応じて保護層に反射防止コートを施しても良い。
また、保護層が、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＳｎＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の透明なセラミックスやガラス材料からなる場合には、スパッタリング法やゾルゲル法等を利用して保護層を形成することができる。なお、保護層として形成される透明無機材料の厚みは記録層を保護できるのであれば特に限定されないが、実用上は０．１μｍ〜１００μｍの範囲が好ましく、１μｍ〜２０μｍの範囲がより好ましい。
（記録媒体の製造方法）
次に、上述したような構成を有する本発明のホログラム記録媒体の製造方法について説明する。
本発明のホログラム記録媒体が平面ホログラムである場合には、上述したように各層に用いる材料に応じて基板上に記録層等を順次積層することにより作製することができる。 例えば、基板上に記録層と保護層とを設けた構成からなるホログラム記録媒体の作製過程の主要な流れを例に挙げて簡潔に説明する。まず、ポリカーボネート基板に、高分子材料からなる光応答性分子と、固有複屈折率を有する反応性分子と、光重合開始剤と、必要に応じて用いられるその他の成分とを溶媒に溶かした塗布溶液を用いてスピンコーティング法により所望の膜厚が得られるように記録層を形成し、十分に乾燥させる。次に、両面接着剤テープで記録層と保護層形成用の三酢酸セルロース樹脂フィルムとを貼り合わせることにより、保護層／記録層／基板の構成からなるホログラム記録媒体を得ることができる。
また、本発明のホログラム記録媒体が体積ホログラムである場合には、反応性分子が熱重合しないものならば、記録層を射出成形や、ホットプレスにより形成することができ、具体的には以下のようにして作製することができる。
まず、射出成形を利用する場合には、例えば、以下のようにしてホログラム記録媒体を作製することができる。まず、射出成形により記録層となるディスク状の成形物を作製する。次に、このディスク状の成形物を１対のディスク状の透明基板で挟持してホットプレスにより貼り合わせ、ホットメルト接着する。
なお、射出成形工程では、原料である樹脂（少なくとも光応答性分子と固有複屈折率を有する反応性分子と光重合開始剤とを含む樹脂）を加熱溶融し、溶融樹脂を成形金型内に射出して、ディスク状に成形する。射出成形機としては、原料の可塑化機能と射出機能とが一体化されたインライン方式の射出成形機、可塑化機能と射出機能を分離させたプリプランジャー方式の射出成形機の何れも用いることができる。射出成形の条件等は、出射圧力１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ２、出射速度５〜３０ｍｍ／ｓｅｃとすることが好ましい。
また、ホットプレス工程では、射出成形工程で得られた厚さ板状の成形物を、１対のディスク状の透明基板で挟持して、真空下でホットプレスする。
このようにして作製されるホログラム記録媒体は、基板上に記録層を成膜するのではなく、射出成形で別個独立に形成するので、記録層の厚膜化が容易で且つ大量生産にも適している。また、ホットプレスにより記録層を透明基板と貼り合わせるので、射出成形による成形物の残留歪みが均一化され、記録層を厚膜化しても、光吸収や散乱の影響で記録特性が損なわれることがない。
一方、ホットプレスを利用する場合には、例えば、以下のようにしてホログラム記録媒体を作製することができる。まず、テフロン（登録商標）シート等の離型性の高い基板（押圧部材）で粉末状の樹脂（少なくとも光応答性分子と固有複屈折率を有する反応性分子と光重合開始剤とを含む樹脂）を挟み込み、この状態で真空下でホットプレスして、記録層を直接成形する。
なお、ホットプレス工程においては、真空ホットプレスを行うことが好ましい。この場合、１対の押圧部材間に粉末状の樹脂を試料として装填する。次に、気泡の発生を防止するために０．１ＭＰａ程度の減圧下とした状態で、所定の温度まで徐々に昇温し、押圧部材を介して試料を加圧する。この際の過熱温度は樹脂材料のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度とし、プレス圧力は０．０１〜０．１ｔ／ｃｍ２とするのが好ましい。所定時間、熱間加圧を行った後、加熱及び加圧を停止し、試料を室温まで冷却した後に取り出す。
このような、ホットプレスを実施することにより、一対の押圧部材に挟まれた樹脂材料が加熱溶融され、これが冷却されて板状の記録層が得られる。最後に押圧部材を取り除くことで、光記録媒体が得られる。例えば、記録層をアゾポリマーで構成する場合、アゾポリマーはＴｇが約５０℃と低いので、約７０℃に加熱してホットプレスを行うことで、容易に記録層を所望の厚さに成形することができる。また、ホットプレスでは残留歪みは発生しない。
なお、必要に応じて、この記録層からなるホログラム記録媒体の耐傷性、耐湿性を高める等の目的で、保護層等を設けてもよい
このようにして作製されるホログラム記録媒体は、基板上に記録層を成膜するのではなく、ホットプレスで別個独立に形成するので、記録層の厚膜化が容易である。また、ホットプレスにより記録層を成形するので、成形物の残留歪み等が発生せず、記録層を厚膜化しても、光吸収や散乱の影響で記録特性が損なわれることがない。また、反応性分子が熱によって重合反応を起こす場合には圧力のみで注入したり、成型したりして、媒体を作製する。
＜ホログラム記録方法＞
次に、本発明のホログラム記録媒体を用いたホログラム記録方法について説明する、本発明のホログラム記録方法は、本発明の記録媒体に光を照射することにより記録媒体の記録層に情報を記録したり、一旦記録した情報を再生したりすることができる。なお、本発明においては、特に、情報の記録が偏光を利用した多重記録であることが好ましい。この場合、感度の高い多重記録が可能であると共に、一旦記録された情報の定着も可能である。これに加えて、偏光を利用しているため記録されたデーターにセキュリティ用の鍵をかけたり、演算を行わせたりすることもできる。
次に、上記に説明した本発明のホログラム記録媒体を用いて情報の記録及び／又は再生を行う光記録再生装置について説明する。本発明に用いられる光記録再生装置は、記録再生に用いるホログラム記録媒体の仕様に応じて、公知の記録／再生方法、例えばホログラム記録、光吸収率変調記録等を適用した構成とすることができる。これらの中でも、本発明に用いられる光記録再生装置は、偏光を利用したホログラム記録を適用した構成とすることが好ましい。
この場合、本発明に用いられる光記録再生装置は、ホログラム記録媒体への情報の記録に際して、情報に応じた信号光をホログラム記録媒体に照射する信号光源と、ホログラム記録媒体に記録された情報を再生（読み出し）する際にホログラム記録媒体に参照光を照射する参照光源と、を少なくとも備えたものであることが好ましい。また、ホログラム記録媒体への参照光の照射により再生された情報（再生光又は回折光）を読み取る光電変換素子等を利用した読取センサー（例えば、ＣＣＤ等）を備えたものであってもよい。
さらに、必要に応じて、信号光源、又は、参照光源および読取センサーを省いて、記録専用、あるいは、再生専用としてもよい。
なお、通常は、ミラーや、ビームスプリッタ、レンズ等を利用して、信号光をホログラム記録媒体に照射する結像光学系等を形成したり、同一の光源から、ビームスプリッタ等を利用して信号光と参照光とを取り出したりするなど、通常の光学的記録再生装置に利用されているような様々な光学系を必要に応じて適用することが好ましい。
また、信号光および／または参照光の光源としては、特に限定されないが、通常はＨｅ−ＮｅレーザやＡｒレーザ等の公知のレーザ光源を用いることが好ましい。なお、レーザほど完全な単色光でなくとも、超高圧水銀灯のようなスペクトルの半値幅が２〜３ｎｍ程度と小さい輝線スペクトルを有する光源も利用でき、また、太陽や電灯などの白色光源を用いてもよい。
さらに、使用するホログラム記録媒体が、市販されているＤＶＤや、ＣＤ−ＲＯＭ等のような所謂ディスク状の媒体である場合には、ＤＶＤや、ＣＤ−ＲＯＭ等に利用されているディスク媒体に対応した種々の機構；ディスクを保持して回転させるモーター等の機構や、信号光や参照光をディスクの平面方向の所定位置に照射する機構（光源が固定式の場合は、ガルバノミラー等を利用したり、光源をディスクの平面方向に走査可能な所謂ヘッドとする等）等を備えたりしていることが好ましい。
なお、ホログラム記録の方式としては、例えば、記録面に対する法線と入射物体光とのなす角度を変えることにより単一の場所に複数のホログラムを記録可能なホログラム記録、及び記録面に対する入射光の位置を変えることにより重なった領域に複数のホログラムを記録可能なホログラム記録や、記録面に対する入射光の位置を変えることにより重なった領域に複数のホログラムを記録するホログラム記録などが挙げられる。
以下に、本発明に用いられる光記録再生装置の一例について、図面を用いて説明する。
図１に示すように、記録再生には、レーザダイオード励起の固体レーザ２０の５３２ｎｍ発振線を用いた。固体レーザから出射された直線偏光は、１／２波長板２１によって偏光が回転された後、偏光ビームスプリッタ２２によって信号光および参照光の二光波に分けられる。このとき、偏光の回転角を制御することによって、二光波の強度バランスを調整することができる。これら二光波は、記録媒体２４中において交差し、二光波の干渉による強度分布、もしくは偏光分布に応じて、記録媒体２４中に光学異方性を誘起する構成となっている。信号光光路中の１／２波長板３３は、信号光の偏光を制御し、これによって、信号光と参照光との偏光方向が平行な強度変調ホログラム、もしくは両者の偏光方向が垂直な偏光変調ホログラムが記録可能となる。
再生時は、参照光のみを光記録媒体に照射することによって、記録された情報による回折光が得られ、パワーメータ２５によってその光出力を測定することができる。そして、参照光の光強度に対する回折光強度の比率を求めることによって、光記録媒体の回折効率を算出することができる。
なお、本発明に用いられる光記録再生装置では、記録媒体２４として本発明の記録媒体を配し、情報の記録再生を行なわせることができる。ここで光応答性分子としてアゾポリマーなど利用した記録媒体を用いた場合は、１／２波長板３３や偏光ビームスプリッタ２２を調整することにより、信号光と参照光の偏光方向が平行な強度分布ホログラムのみならず、その偏光方向が垂直な偏光変調ホログラムが記録できる。
以下、本発明を実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
＜記録媒体の作製＞
（比較例Ａ１）
−記録媒体Ａ１の作製−
前述したアゾポリマー（１）（重量平均分子量：２３０００）に対して、液晶分子（４’−ペンチル−４−シアノビフェニル）を４０重量％の割合で混合したクロロホルム溶液を、スピンコートにより洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み１ｍｍ）の片面に塗布した後、乾燥させて膜厚２μｍの記録層を形成し、記録媒体Ａ１を得た。
（比較例Ａ２）
−記録媒体Ａ２の作製−
洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み１ｍｍ）の片面に、フォトポリマーフィルム（デュポン社製、オムニマックス、膜厚３５μｍ）を貼り付けて記録層を形成し、記録媒体２を得た。
（実施例Ａ１）
−記録媒体Ａ３の作製−
アゾポリマー（１）（重量平均分子量：２３０００）に対して、反応性液晶モノマー（大日本インキ化学工業社製、ＵＣＬ００８）を４０重量％および光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ７８４）を反応性液晶モノマー（ＵＣＬ００８）に対して０．０１重量％の割合で混合したＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を、スピンコートにより洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み １ｍｍ）の片面に塗布した後、乾燥させて膜厚２μｍの記録層を形成し、記録媒体Ａ３を得た。
＜多重記録時の感度変化の評価＞
−評価装置−
記録媒体Ａ１とＡ３の感度は、図２に示す光学系を利用して、直線偏光照射による複屈折を測定し、そのエネルギー依存の変化率を感度として求めた。図２は、記録媒体の複屈折評価に利用した光学系を示す模式図である。図２中、１１０はアルゴンイオンレーザ（波長５１５ｎｍ）、１１２は１／２波長板、１１４はピンホール、１１６はハーフミラー、１１８は記録媒体、１２０はヘリウム−ネオンレーザ（波長６３３ｎｍ）、１２２はミラー、１２４は１／２波長板、１２６はレンズ、１２８は干渉レンズ、１３０は偏光ビームスプリッタ、１３２、１３４はパワーメータを表す。
図２に示す光学系を用いた光記録媒体１１８の測定は以下のように行った。まず、アルゴンイオンレーザ１１０から、１／２波長板１１２、ピンホール１１４、ハーフミラー１１６を介して、記録媒体１１８の記録層に含まれるアゾポリマー（１）、光重合開始剤に感度のある波長５１５ｎｍの直線偏光を記録光として入射させた。
また、ヘリウム−ネオンレーザ１２０から、ミラー１２２、１／２波長板１２４、レンズ１２６、ハーフミラー１１６を介して、波長６３３ｎｍの直線偏光をプローブ光として偏光軸に対して４５度の角度で入射させた。記録媒体１１８を透過したレーザ光は、干渉フィルタ１２８を通過して、偏光ビームスプリッタ１３０で偏光方向が互いに直交する偏光成分に分離され、各偏光成分の光出力が２つのパワーメータ１３２、１３４で各々測定される。ここで、２つのパワーメータ１３２、１３４の測定値を用いて、透過光の偏光状態から複屈折変化を算出した。
−記録媒体１および記録媒体３の評価−
記録媒体に、アルゴンレーザー（波長：５１５ｎｍ）の偏光を照射すると同時にアルゴンレーザーの偏光方向と４５度の偏光でＨｅ−Ｎｅレーザー光（波長：６３３ｎｍ）を、照射した。この際、記録媒体を透過する前後のＨｅ−Ｎｅレーザー光の偏光状態の変化をパワーメータの測定値を用いて検出し複屈折変化を算出した。感度は光が照射された際の複屈折の初期時間変化量（露光開始後５０秒間の複屈折の変化量）として求めた。
次にサンプルを４５度回転させて、再度レーザ光をあてて複屈折を測定し、２回目の感度を求めた。
ここで、多重記録時の感度の評価は、一回目の照射時間をかえてレーザ光の照射強度を強／弱２水準で照射した後に４５度サンプルを回転させたのち再度レーザを照射してその複屈折を測定することでおこなった。
−レーザ光の照射強度を強とした場合（高多重の場合）−
アルゴンレーザ光の出力を０．５Ｗ/ｃｍ２として、同時に照射しているプローブ光である、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光と４５度の偏光で６００秒間照射した。６００秒照射時における複屈折はほぼ平衡状態を示していた。ここで１回目の照射時の露光開始後５０秒間の複屈折の増加速度を感度として求め、これを基準値（１００）とした。続いてサンプルを４５度回転し、２回目の照射を２００秒行い、露光開始後５０秒間の複屈折の増加速度を感度として求め、基準値に対する相対感度を算出した。
−レーザ光の照射強度を弱とした場合（低多重の場合）−
次に、レーザ光の照射強度を強とした場合と異なる位置にレーザ光が照射されるように記録媒体の位置をずらした後、アルゴンレーザ光の出力を０．５Ｗ/ｃｍ２として、同時に照射しているプローブ光である、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光と４５度の偏光で２００秒間照射した（照射時間をレーザ光の照射強度を強とした場合の約１／３に設定した）。２００秒照射時における複屈折は平衡状態に達していなかった。露光開始後５０秒間の複屈折の増加速度を感度として求め、これを基準値（１００）とした。続いてサンプルを４５度回転し、２回目の照射を２００秒行い、露光開始後５０秒間の複屈折の増加速度を感度として求め、基準値に対する相対感度を算出した。
−記録媒体Ａ２の評価−
記録媒体Ａ２は偏光を記録できないため、複屈折の代わりに図１に示す光学系を利用してアルゴンレーザ光（５１５ｎｍ）の回折効率の初期エネルギー依存の変化率を感度として求めた（なお、図１に示す光学系において、光源としては、波長５３２ｎｍの固体レーザに代えて、Ａｒレーザを用いた）。これ以外は、記録媒体１および記録媒体３と同様に、レーザ光の照射強度を強／弱２水準として、同様の評価を実施した。なお、回折効率は参照光の記録媒体への入射強度に対する回折光の強度の比として求めた。
以上の評価から得られた感度について、１回目の光照射時の感度を１００とした時の、２回目の感度の相対値を表１に示す。
Figure 2007171916
記録材料としてフォトポリマーを用いた記録媒体２や、記録材料としてアゾポリマー（１）および反応性液晶モノマーを用いた記録媒体３では、記録された情報が定着されるため、記録回数の増加に伴い感度が低下した。
しかし、記録媒体２では記録回数の増加に伴い感度が著しく低下したのに対して、記録媒体３ではでは記録回数の増加に伴う感度の低下が低く、高多重記録を行っても高い感度を得ることができることがわかった。
なお、記録材料としてアゾポリマー（１）および液晶分子を用いた記録媒体１は記録された情報が定着できないため、記録回数に係わらず、常に感度は一定であった。
＜情報定着性の評価＞
記録媒体Ａ１〜Ａ３の各々に、上述した感度変化を評価する場合と同様の光学系を利用してアルゴンレーザ（波長：５１５ｎｍ、強度：０．５Ｗ/ｃｍ２）の偏光を照射して情報を記録させた。続いて、一旦記録された情報の定着性（保持性）を評価するために、１/４波長板を記録媒体の光が入射する側に設置して円偏光を照射した。この際、偏光照射後の回折効率または複屈折と、円偏光照射後の複屈折または回折効率とを測定した。
以下の表２に偏光照射後（情報記録後）の複屈折または回折効率を１００とした場合の、円偏光照射後の複屈折または回折効率の相対値を示す。
Figure 2007171916
記録媒体Ａ１では、円偏光の照射により複屈折が１０となった。これは、アゾポリマー（１）のアゾ基を含む光異性化基に、その配向をランダム化するような円偏光を照射すると、偏光の照射によって一定方向に配向した液晶分子が、光異性化基に倣って配向がほぼ等方的になるためにその配向が乱されたためと考えられる。
これに対して、記録材料として光重合性のフォトポリマーのみを用いた記録媒体Ａ２では、偏光照射時にフォトポリマーが既に硬化しているため、円偏光の照射前後での回折効率には変化がみられず、情報が定着されていることがわかった。
一方、記録媒体Ａ３では、円偏光の照射により複屈折が６０に低下はしたものの、情報が定着されていることがわかった。これは、アゾポリマー（１）のアゾ基を含む光異性化基の配向をランダム化する円偏光を照射しても、偏光の照射によって一定方向に配向した反応性液晶モノマーは重合によって配向が固定されているため異方性を維持したためであると考えられる。
＜重合開始剤量の影響評価＞
（実施例Ｂ１）
・アゾポリマー（１）（重量平均分子量：２３０００）：４５質量部
・反応性液晶モノマー（大日本インキ化学工業社製、ＵＣＬ００８）：５５質量部
・光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ７８４）：０．０５５質量部
以上の成分を混合して溶解させたＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を、スピンコートにより洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み １ｍｍ）の片面に塗布した後、乾燥させて膜厚２μｍの記録層を形成し、記録媒体を得た。
（実施例Ｂ２）
・アゾポリマー（１）（重量平均分子量：２３０００）：６０質量部
・反応性液晶モノマー（大日本インキ化学工業社製、ＵＣＬ００８）：４０質量部
・光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ７８４）：０．０４質量部
以上の成分を混合して溶解させたＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を、スピンコートにより洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み １ｍｍ）の片面に塗布した後、乾燥させて膜厚２μｍの記録層を形成し、記録媒体を得た。
（実施例Ｂ３）
・アゾポリマー（１）（重量平均分子量：２３０００）：６０質量部
・反応性液晶モノマー（大日本インキ化学工業社製、ＵＣＬ００８）：４０質量部
・光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ７８４）：０．０８質量部
以上の成分を混合して溶解させたＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を、スピンコートにより洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み １ｍｍ）の片面に塗布した後、乾燥させて膜厚２μｍの記録層を形成し、記録媒体を得た。
（比較例Ｂ１）
・アゾポリマー（１）（重量平均分子量：２３０００）：８０質量部
・反応性液晶モノマー（大日本インキ化学工業社製、ＵＣＬ００８）：２０質量部
・光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ７８４）：０．０２質量部
以上の成分を混合して溶解させたＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を、スピンコートにより洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み １ｍｍ）の片面に塗布した後、乾燥させて膜厚２μｍの記録層を形成し、記録媒体を得た。
（比較例Ｂ２）
・アゾポリマー（１）（重量平均分子量：２３０００）：６０質量部
・反応性液晶モノマー（大日本インキ化学工業社製、ＵＣＬ００８）：４０質量部
・光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ７８４）：４質量部
以上の成分を混合して溶解させたＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を、スピンコートにより洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み １ｍｍ）の片面に塗布した後、乾燥させて膜厚２μｍの記録層を形成し、記録媒体を得た。
（比較例Ｂ３）
・アゾポリマー（１）（重量平均分子量：２３０００）：６０質量部
・反応性液晶モノマー（大日本インキ化学工業社製、ＵＣＬ００８）：４０質量部
・光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ７８４）：０．２質量部
以上の成分を混合して溶解させたＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を、スピンコートにより洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み １ｍｍ）の片面に塗布した後、乾燥させて膜厚２μｍの記録層を形成し、記録媒体を得た。
（比較例Ｂ４）
・アゾポリマー（１）（重量平均分子量：２３０００）：１５質量部
・反応性液晶モノマー（大日本インキ化学工業社製、ＵＣＬ００８）：８５質量部
・光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ７８４）：０．０８５質量部
以上の成分を混合して溶解させたＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を、スピンコートにより洗浄済のディスク状のガラス基板（直径５０ｍｍ、厚み １ｍｍ）の片面に塗布した後、乾燥させて膜厚２μｍの記録層を形成し、記録媒体を得た。
−評価−
次に、上記の記録媒体に対して、上述した感度変化（複屈折）を評価する場合と同様の光学系を利用してアルゴンレーザ（波長：５１５ｎｍ、強度０．５Ｗ/ｃｍ２）の偏光を、複屈折が飽和するまで(６００秒間)照射して情報を記録した後、続いて、同じ位置にアルゴンレーザ（波長：５１５ｎｍ、強度０．５Ｗ/ｃｍ２）の円偏光を１２００秒間照射した。
この際、情報記録時に飽和した時点の複屈折（最大複屈折）と、円偏光照射後の複屈折（円偏光照射停止から約２００秒後に測定した値）とを評価した。結果を以下の表３に示す。
Figure 2007171916
本発明に用いられる光記録再生装置の一例を示す模式図である。 記録媒体の評価に利用した光学系を示す模式図である。
符号の説明
２０ レーザダイオード励起固体レーザ
２１ １／２λ板
２２ 偏光ビームスプリッタ
２４ 光記録媒体
２５ パワーメータ
３３ １／２λ板
１１０ アルゴンイオンレーザ（波長５１５ｎｍ）
１１２ １／２波長板
１１４ ピンホール
１１６ ハーフミラー
１１８ 記録媒体
１２０ ヘリウム−ネオンレーザ（波長６３３ｎｍ）
１２２ ミラー
１２４ １／２波長板
１２６ レンズ
１２８ 干渉レンズ
１３０ 偏光ビームスプリッタ
１３２、１３４ パワーメータ

Claims (8)

  1. 光応答性分子と、固有複屈折率を有する反応性分子と、該固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を促進する光重合開始剤とを含み、
    前記光重合開始剤の含有量が０．１重量％未満の範囲内であり、且つ、前記固有複屈折率を有する反応性分子の含有量が３０〜８０重量％の範囲内であることを特徴とするホログラム記録材料。
  2. 前記光重合開始剤の吸収波長が、３４０〜６５０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録材料。
  3. 前記光応答性分子が、光応答性高分子であることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録材料。
  4. 前記光応答性高分子が、アゾベンゼン骨格を有することを特徴とする請求項３に記載のホログラム記録材料。
  5. 信号光と参照光とを同時に照射することにより情報を記録する際に、前記信号光の偏光方向と前記参照光の偏光方向とが互いに平行な場合、および、前記信号光の偏光方向と前記参照光の偏光方向とが互いに直交する場合に各々対応した情報が記録可能なことを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録材料。
  6. 信号光と参照光とを同時に照射することにより情報を記録する場合において、光の振幅、位相、および、偏光方向から選択される少なくともいずれかの特性の変調を利用して前記情報を記録することが可能なことを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録材料。
  7. 光応答性分子と、固有複屈折率を有する反応性分子と、該固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を促進する光重合開始剤とを含み、前記光重合開始剤の含有量が０．１重量％以下の範囲内であり、且つ、前記固有複屈折率を有する反応性分子の含有量が３０〜８０重量％の範囲内であるホログラム記録材料からなる記録層を有することを特徴とするホログラム記録媒体。
  8. 光応答性分子と、固有複屈折率を有する反応性分子と、該固有複屈折率を有する反応性分子の重合及び／又は架橋を促進する光重合開始剤とを含み、前記光重合開始剤の含有量が０．１重量％以下の範囲内であり、且つ、前記固有複屈折率を有する反応性分子の含有量が３０〜８０重量％の範囲内であるホログラム記録材料からなる記録層を有するホログラム記録媒体に、信号光と参照光とを同時に照射することにより情報を記録する際に、
    光の強度変調および偏光変調の少なくともいずれかを利用して前記情報を多重記録することを特徴とするホログラム記録方法。
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