JP2007233143A - ホログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも露光時間の短縮が可能な記録層の厚みムラが抑制され、記録領域の信頼性が向上したホログラム記録媒体を提供する。
【解決手段】少なくとも下部透明基材１１、光硬化性有機材料からなる記録層１２、上部透明基材１３とが積層されてなるホログラム記録媒体１０において、記録層１２内部に、該記録層１２の厚みを維持するスペーサ（微小粒子１４）が当該ホログラム記録媒体１０主面方向に分散配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラムによって立体画像を表示するホログラム記録媒体に関するものである。

ホログラムによる立体画像は、観賞用途の３次元画像記録媒体や、クレジットカードや、ＩＤカードのセキュリティ分野で応用されている。このような画像表示用途のホログラム記録媒体は、小型のサイズのものは、クレジットカード等で実用化されており、近年、観賞用途や広告用途や地図のような詳細な情報を表示する目的で、より大きなサイズのホログラム媒体が望まれつつある。

また、ホログラム方式による画像表示媒体（ホログラム記録媒体）の構造は、透明なフィルムやガラス薄板のような基材間に、感光性物質である記録層を挟んだ構造が一般的である。この記録方法は、ホログラム記録媒体の両面もしくは片面からレーザ等の干渉性の高い光源により、記録層の主成分の屈折率変調によって情報の書き込みを行う方法が提唱されている。（例えば特許文献１参照。）。この特許文献１などでは、波長の等しい２つの光(物体光と参照光)を干渉させて波面を干渉縞として発生させ、そこに感光材料である光反応性モノマーを重合させ固定化、それ以外の部位との屈折率や透過率の差で情報が記録される。これに元の参照光を当てると回折現象により物体光と同じ波面を再生することができる。

ホログラム記録媒体を大画面化して記録するためには、露光光源に高強度のものを用いることや、露光時間を長くするといった対応が一般的である。しかし、この方法では装置が大型化し時間がかかるため、コストが上昇してしまう問題があった。

特許第２８７３１２６号公報

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、従来よりも露光時間の短縮が可能な記録層の厚みムラが抑制され、記録領域の信頼性が向上したホログラム記録媒体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、少なくとも下部透明基材、光硬化性有機材料からなる記録層、上部透明基材とが積層されてなるホログラム記録媒体において、前記記録層内部に、該記録層の厚みを維持するスペーサが当該ホログラム記録媒体主面方向に分散配置されていることを特徴とするホログラム記録媒体である。

ここで、前記スペーサは、微小粒子であることが好ましい。あるいは、前記スペーサは、前記下部透明基材及び／又は上部透明基材の表面に設けられた突起物であってもよい。

また、前記スペーサが前記記録層の主面領域において占める面積率が１３％以下であることが好適である。

また、前記スペーサは少なくとも当該ホログラム記録媒体の記録・再生の際に用いられる光に対して透明であり、該スペーサと前記記録層との屈折率差が２０％以内であることが好ましい。さらに、前記スペーサの前記記録層の厚み方向における長さのばらつきが１０％以下であるとよい。

また、前記下部基材及び上部基材は、ポリカーボネートまたはポリエチレンテレフタレートからなることが好適である。

本発明によれば、可撓性があり形状が容易に変化する基材を用いても、記録層の厚みのムラや経時変化が少なくなり、安定した画像表示が可能となる。また、形状可能のしやすいフィルム基材を用いることができるため、ホログラム記録媒体として大面積化が可能となる。さらに、記録層の構成材料が流動性のある軟らかい材料であってもホログラム記録媒体を作製することができるため、該記録層の構成材料の選択肢が広がる。とくに、感度の高い構成材料を用いることができるため、露光時の光量が少なくて済み、記録時間の短縮が可能となる。
また、記録層の経時劣化を防ぐとともに、良好な記録特性を維持することができる。

発明者らは、ホログラム記録媒体の大画面化を図るに当り、以下の点の要件を考慮した。
（１）基材
ホログラム記録媒体の大画面化に当って、基材には記録再生に必要な波長成分を吸収せず、少なくとも片面には画像を認識するために可視光領域で透明で平滑な材料が必要である。使用用途からもフィルムのように比較的自由に形状が変えることができ、曲面に取付けること、収納の際に丸めることができるものが望ましい。この場合、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが特に好ましい。

（２）記録層の構成材料
ホログラム記録媒体の記録層の構成材料がわずかな露光量であっても反応が進む高感度な材料であれば、露光光源のパワーが少なくて済み、露光時間の短縮・コストダウンが可能となる。とくに大画面のホログラム記録媒体には重要である。このような記録層の感度向上のためには、構成材料としてモノマーの移動が起こりやすく軟らかい特性であることが望まれる。

このようなことから記録層は液体やゲル状、ゾル状のものが多く流動しやすいため、ホログラム記録媒体において記録層の厚みムラや経時的な厚みの変化が起こり、記録表示する画像の劣化が問題となる。これは、大きな画面サイズのホログラム記録媒体では前述のように透明で大きな可撓性のあるプラスチック基材を用いることが要求されることから特に重要な問題である。

そこで、発明者らは、記録層を大面積であっても安定化させ、また記録層の反応前後の構成材料を安定して保護、固定化する技術について鋭意検討を行った。さらに、塗布や印刷、噴霧などで記録層を形成したときの厚みムラ、濡れ性の問題、乾燥や固定化の際のハジキや気泡の問題の解決とともに、作成時から記録後までの構成材料の物性的な変化を緩和あるいは防止する方法について検討を行い、本発明を成すに至った。

以下に、本発明に係るホログラム記録媒体の構成について説明する。
本発明のホログラム記録媒体は、少なくとも下部透明基材、光硬化性有機材料からなる記録層、上部透明基材とが積層されてなり、前記記録層内部に、該記録層の厚みを維持するスペーサが当該ホログラム記録媒体主面方向に分散配置されているものである。

図１に、本発明に係るホログラム記録媒体の第１の実施の形態を示す。
図１に示すように、ホログラム記録媒体１０は、下部透明基材１１、光硬化性有機材料からなる記録層１２、上部透明基材１３とが積層されており、記録層１２内部に、該記録層１２の厚みを維持するスペーサの一態様である微小粒子１４が当該ホログラム記録媒体１０主面方向に分散配置されている。また、下部透明基材１１は、記録層１２に面する側の面に記録層１２の劣化を防止する第１の保護層１１ａを備え、記録層１２とは反対側の面に該下部透明基材１１の損傷を防止する第２の保護層１１ｂを備えている。また、上部透明基材１３は、記録層１２に面する側の面に記録層１３の劣化を防止する第１の保護層１３ａを備え、記録層１２とは反対側の面に該下部透明基材１３の損傷を防止する第２の保護層１３ｂを備えている。

ここで、下部透明基材１１、上部透明基材１３は、透明な厚みの薄い公知のものが使用でき、その材料として例えば一般的なポリエステル系、ポリウレタン系、ビニル重合体、アクリル系、スチレン系などのポリマーやその混合物、ガラス材料などが挙げられる。また、下部透明基材１１、上部透明基材１３は、可撓性のある薄膜構造（フィルム）であることが好ましく、フィルム製造の際に複屈折率を低減させるための方法を利用した複屈折率の小さいポリカーボネート系樹脂フィルム、あるいは耐薬品性の良いポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムがとくに好ましい。厚みとしては、形状加工の容易さを考慮し１０μｍ以上、１ｍｍ以下が望ましい。

記録層１２を構成する光硬化性有機材料には、一般的な光硬化性有機材料・銀塩乳剤などの体積ホログラム材料組成が使用できる。光硬化性有機材料の主成分として光反応性樹脂（モノマー）、増感色素、硬化剤、反応開始剤を含み、副成分として他の光反応性樹脂、熱反応性樹脂、電子線硬化樹脂、充填用樹脂、可塑剤、脱泡材、増粘剤、など自由に組み合わせて使用できる。

前記光反応性樹脂には、体積ホログラム材料組成としての一般的な光反応性樹脂が広く使用でき、例えばアクリルアミド、スチレン、フェニルアクリレートなどのラジカル重合化合物を一種類以上使用できる。また、カチオン重合化合物の併用により、ラジカル重合化合物の光重合後の残留モノマーや充填物の固定化が望める。

また、本発明には光ラジカル重合用に反応開始剤や増感色素が使用できる。反応開始剤には、例えば過酸化物、アゾ化合物、ケトン、ジアゾアミノベンゼン、ジアリールヨードニウム塩、トリアジン類、金属錯塩、染料など一般的な化合物が使用できる。増感色素には、本発明の用途上、反応後透明になるシアニン系色素が望ましい。なお、光反応性樹脂にカチオン重合化合物を併用した場合には光カチオン重合用の反応開始剤を併用するとよい。例えばジアリールヨードニウム塩類、トリアリールスルホニウム塩類、金属錯体類等が使用できる。

この記録層１２では、屈折率変化が生じることによってホログラムの記録が行われる。すなわち、感光する光の波長域が所望の特定の波長に変えられるように、記録層１２の材料には所望の波長に感光する反応開始剤や増感色素等の感光剤が配合されており、特定の波長域の光が照射されると光硬化反応が開始するようになっている。またこのとき、配合された反応開始剤や増感色素等は照射された光量に応じて、その波長での透過率が変化するようになっている。なお、感光する波長に関しては、下部透明基材１１あるいは上部透明基材１３で吸収などの作用が起こる波長を避け、反応開始剤や増感色素等を選択することが望ましく、可視光波長であることが好ましい。

記録層１２の厚みは、使用目的や構成材料の感度などに基づいて任意に設定できるが、一般的な光硬化性有機材料の屈折率変調度を考慮すると、画像表示目的のために１０μｍ以上、１００μｍ以下が好ましい。また、必要に応じて複数の記録層１２を設けてもよい。

微小粒子１４は、記録層１２中に分散された状態で含有される基材支持構造であり、その平均粒径は１μｍ以上、記録層１２の厚み以下である。また、微小粒子１４の材料としては、金属酸化物、窒化物、炭化物、樹脂、カーボンナノチューブ等が使用でき、例えばアクリル樹脂・ポリスチレン・ポリエチレン・ポリカーボネートなどの合成樹脂、ＢＫ７・石英・パイレックス（登録商標）・酸化マグネシウム・フッ化カルシウム・酸化アルミニウム・酸化チタン・チタン酸カリウム・酸化ジルコン・硫化亜鉛・鉛白などが挙げられる。

微小粒子１４の形状としては、不定形のものから球状のものまで任意に選定できる。あるいは、凝集体（２次凝集物）でもよく、内部が中空のものでもよい。またこれら各種形状のものを混合した物を利用してもよい。

また、分散や界面による強度補強を目的に一般的な分散剤、カップリング剤を添加して、微小粒子１４表面を処理、表面被覆、担持させるようにしてもよい。

なお、微小粒子１４が記録層１２の主面領域（表示画面領域）において占める面積率が１３％以下であることが好ましい。微量粒子１４の存在により記録層１２再生時の回折光の強度（シグナル量）が減少するが、この面積占有率が１３％以下であるとシグナル量の減少分が１５％程度までに抑えられ、表示画像の画質の劣化が許容できる範囲のものとなるからである。なお、微小粒子１４の前記面積占有率が０．１％でも本発明の効果が得られる。

微小粒子１４は少なくとも当該ホログラム記録媒体の記録・再生の際に用いられる光に対して透明である場合、微小粒子１４と記録層１２（光硬化性有機材料）との屈折率差が２０％以内であることが好ましい。

微量粒子１４（屈折率ｎ１）と、記録層（屈折率ｎ２）との屈折率差が２０％以下であると、以下のフレネルの反射の公式から、微小粒子１４で反射する光の反射率Ｒが、ｎ１＞ｎ２，ｎ２＞ｎ１双方の場合でも１％程度以下となり、その影響が無視できるようになるからである。
Ｒ＝｜(ｎ２−ｎ１) ／ (ｎ１＋ｎ２) ｜ ＾２ ・・・（１）

このような屈折率を満足するような微小粒子１４に使用できる材料としては、例えば記録層１２の屈折率を１．５３（波長５３２ｎｍ）とした場合、屈折率が１．２２〜１．８４の材料がそれに該当し、アクリル樹脂・ポリスチレン・ポリエチレン・ポリカーボネートなどの合成樹脂、ＢＫ７・石英・パイレックス（登録商標）・酸化マグネシウム・フッ化カルシウム・酸化アルミニウムなどのガラス材料が使用できる。

また、微小粒子１４の記録層の厚み方向における長さのばらつきは１０％以下であることが好ましい。これにより、記録層１２の厚みのムラや経時変化を十分に抑制することができる。

また、微小粒子１４は、記録層１２中で部分的に偏って集合することなくできるだけ均一に分散していることが望ましい。

以上のような微小粒子１４として特に好ましいものは、球状で屈折率が１．５程度の有機フィラーである。具体例としては、積水化成品工業株式会社製の「テクポリマー」、日本化成株式会社製の「サブミクロンフィラー」、総研化学株式会社製の「ケミスノー」、株式会社日本触媒の「エポスター」などが好適である。

第１の保護層１１ａ，１３ａは、耐薬品性や防潤を目的とする保護層であり、構成する材料としては、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アクリル系ハードコート剤などが挙げられる。

第２の保護層１１ｂ，１３ｃは、疵などによりホログラム記録媒体１０が損傷することを防止することを目的とする保護層であり、例えばアクリルモノマー、無機・有機ポリマー、光重合開始剤、表面張力を調整する添加剤を含んだ溶液を基材上に塗布し、紫外線硬化されてなるアクリル系ハードコート剤などが挙げられる。

以上の構成のホログラム記録媒体１０により、可撓性があり形状が容易に変化する下部透明基材１１，上部透明基材１３を用いても、記録層１２の厚みのムラや経時変化が少なくなり、安定した画像表示が可能となる。また、形状可能のしやすいフィルム基材を用いることができるため、ホログラム記録媒体として例えばＡ０サイズ（縦８４１ｍｍ×横１１８９ｍｍ）の大面積化が可能となる。さらに、記録層１２の構成材料が流動性のある軟らかい材料であってもホログラム記録媒体を作製することができ、とくに、感度の高い構成材料を用いることができるため、露光時の光量が少なくて済み、記録時間の短縮が可能となる。

また、本実施の形態のホログラム記録媒体のバリエーションとして、図２、図３の構成のものがある。
すなわち、図２に示すホログラム記録媒体１０Ａは、図１における第２の保護層１１ｂ、１３ｂを省略した構成のものである。また、図３に示すホログラム記録媒体１０Ｂは、図１における第１の保護層１ａ，１３ａ及び第２の保護層１１ｂ、１３ｂを省略した構成のものである。いずれの構成のホログラム記録媒体であっても、前記ホログラム記録媒体１０と同様に本発明の効果が得られる。

ここで、第１の実施の形態のホログラム記録媒体１０は例えばつぎのように製造するとよい。
（Ｓ１１）まず下部透明基材１１、上部透明基材１３それぞれの一方の主面上に第１の保護層１１ａ，１３ａを形成し、ついで第１の保護層１１ａ，１３ａ形成面とは反対面上に第２の保護層１１ｂ、１３ｂを形成しておく。
（Ｓ１２）つぎに、下部透明基材１１の第１の保護層１１ａ上に、微小粒子１４が内部に分散された光硬化性有機材料からなる層（記録層１２）を設ける。詳しくは、光硬化性有機材料を溶媒に溶かしたものと微小粒子１４を混合したものを下部透明基板１１の第１の保護層１１ａ上にバーコータ、スピンコート、吹き付けなどにより塗布し、熱処理により溶媒を揮散させて記録層１２を形成する。この際、第１の保護層１１ａに対して、記録層形成時のみに必要な機能、溶解性の調整や表面エネルギーを高める手法を適宜施してもよい。
（Ｓ１３）ついで、記録層１２露出面に上部透明基材１３を貼り合わせる。具体的には、記録層１２露出面に上部透明基材１３の第１の保護層１３ａを当接させてラミネート処理を行う。
（Ｓ１４）ついで、対象物の端部（第２の保護層１１ｂ、下部透明基材１１、第１の保護層１１ａ、記録層１２、第１の保護層１３ａ、上部透明基材１３、第２の保護層１３ｂ）を切断し、所定寸法のホログラム記録媒体１０を完成する。

図４に、本発明に係るホログラム記録媒体の第２の実施の形態を示す。
図４に示すように、ホログラム記録媒体２０は、下部透明基材１１、光硬化性有機材料からなる記録層１２、上部透明基材１２とが積層されており、記録層１２内部に、該記録層１２の厚みを維持するスペーサの一態様である突起物が当該ホログラム記録媒体２０主面方向に分散配置されている。詳しくは、微小粒子１４が下部透明基材１１の接着層１１ｃに固定された状態で突起物となって当該ホログラム記録媒体２０主面方向に分散配置されており、基材支持構造として機能している。

ホログラム記録媒体２０の構成において、下部透明基材１１、記録層１２、上部透明基材１３、微小粒子１４は、第１の実施の形態で示したもの（ホログラム記録媒体１０の構成物）と同じであり、接着層１１ｃを有する点が第１の実施の形態と異なる。

接着層１１ｃは、微小粒子１４を下部透明基材１１上に分散した状態で固定するための樹脂層である。詳しくは、微小粒子１４と溶解性パラメータが大きく異なる接着溶液（例えばアクリル樹脂と有機溶媒）中に微小粒子１４を分散させた溶液を下部透明基材１１上に塗布乾燥させることにより得られるものである。また、この接着層１１ｃは塗布乾燥によって形成された後にその一部あるいは全部がなくなってもよい。ここで接着層１１ｃが全部なくなる場合には、下部透明基材１１上に微小粒子１４のみが存在することになり、第１の実施の形態（例えば、図３）の構成となる。

また、この接着層１１ｃに下部透明基材１１と記録層１２との相互反応を避けるための保護機能を持たせてもよい。

あるいは、接着層１１ｃの成分を下部透明基材１１と同じものとし、下部透明基材１１に微小粒子１４の一部が埋め込まれた状態のものとしてもよい。

以上の構成のホログラム記録媒体２０によっても、ホログラム記録媒体１０と同様に、可撓性があり形状が容易に変化する下部透明基材１１，上部透明基材１３を用いても、記録層１２の厚みのムラや経時変化が少なくなり、安定した画像表示が可能となる。また、形状加工のしやすいフィルム基材を用いることができるため、ホログラム記録媒体として例えばＡ０サイズ（縦８４１ｍｍ×横１１８９ｍｍ）の大面積化が可能となる。さらに、記録層１２の構成材料が流動性のある軟らかい材料であってもホログラム記録媒体を作製することができ、とくに、感度の高い構成材料を用いることができるため、露光時の光量が少なくて済み、記録時間の短縮が可能となる。

また、本実施の形態のホログラム記録媒体のバリエーションとして、図５、図６の構成のものがある。
すなわち、図５に示すホログラム記録媒体２０Ａは、図４のホログラム記録媒体２０の構成に加えて、上部透明基材１３の記録層１２側の主面上に接着層１１ｃと同じ接着層１３ｃを備え、該接着層１３ｃにより微小粒子１４が固定された状態で当該ホログラム記録媒体２０Ａ主面方向に分散配置されているものである。また、図６に示すホログラム記録媒体２０Ｂは、図５のホログラム記録媒体２０Ａにおける下部透明基材１１上の微小粒子１４に代えて、前述した微小粒子１４の要件を満たしつつ該微小粒子１４とは別種の微小粒子１５を備えたものである。いずれの構成のホログラム記録媒体であっても、前記ホログラム記録媒体２０と同様に本発明の効果が得られる。

ここで、第２の実施の形態のホログラム記録媒体２０は例えばつぎのように製造するとよい。
（Ｓ２１）まず下部透明基材１１上に、微小粒子１４と溶解性パラメータが大きく異なる接着溶液（例えばアクリル樹脂と有機溶媒）中に該微小粒子１４を分散させた溶液を塗布した後、乾燥させて、接着層１１ｃにより微小粒子１４を下部透明基材１１上に分散配置された状態で固定する。
（Ｓ２２）つぎに、下部透明基材１１の微小粒子１４が固定された面上に、光硬化性有機材料からなる層（記録層１２）を設ける。詳しくは、光硬化性有機材料を溶媒に溶かしたものを下部透明基板１１の微小粒子１４が固定された面上にバーコータ、スピンコート、吹き付けなどにより塗布し、熱処理により溶媒を揮散させて記録層１２を形成する。
（Ｓ２３）ついで、記録層１２露出面に上部透明基材１３を貼り合わせる。具体的には、記録層１２露出面に上部透明基材１３の主面を当接させてラミネート処理を行う。
（Ｓ２４）ついで、対象物の端部（下部透明基材１１、接着層１１ｃ、記録層１２、上部透明基材１３）を切断し、所定寸法のホログラム記録媒体２０を完成する。

図７に、本発明に係るホログラム記録媒体の第３の実施の形態を示す。
図７に示すように、ホログラム記録媒体３０は、下部透明基材１１、光硬化性有機材料からなる記録層１２、上部透明基材１２とが積層されており、記録層１２内部に、該記録層１２の厚みを維持するスペーサの一態様である突起物が当該ホログラム記録媒体３０主面方向に分散配置されている。詳しくは、下部透明基材１１の表面が凹凸加工させてなる突起物３１ａが当該ホログラム記録媒体２０主面方向に分散配置されており、基材支持構造として機能している。

ホログラム記録媒体３０の構成において、記録層１２、上部透明基材１３は、第１の実施の形態で示したもの（ホログラム記録媒体１０の構成物）と同じであり、下部透明基材１１が突起物３１ａを有する点が第１の実施の形態と異なる。

突起物３１ａは、下部透明基材１１の表面が凹凸加工されてなるものであり、円錐形、角錐形あるいは円柱形、角柱形を呈する。その平均突起高さは１μｍ以上、記録層１２の厚み以下であり、その底面のサイズも１辺あるいは直径が１μｍ以上、記録層１２の厚み以下である。図７では円錐形または角錐形の突起物３１ａの例を示している。

また、突起物３１ａは、下部透明基材１１に対する物理的切削、放電などによる表面加工、エンボス加工等によって形成する。あるいは、下部透明基材１１の表面を活性化する観点からＰＶＤ法、ＣＶＤ法による無機、有機材料の結晶成長、付加重合、あるいは飽和溶液による結晶形成によるものを突起物３１ａとしてもよい。

なお、ホログラム記録媒体として突起物３１ａに求められる要件は、第１の実施の形態における微小粒子１４の要件に準ずる。

すなわち、突起物３１ａ（底面）が記録層１２の主面領域（表示画面領域）において占める面積率が１３％以下であることが好ましい。突起物３１ａの存在により記録層１２再生時の回折光の強度（シグナル量）が減少するが、この面積占有率が１３％以下であるとシグナル量の減少分が１５％程度までに抑えられ、表示画像の画質の劣化が許容できる範囲のものとなるからである。なお、突起物３１ａの前記面積占有率が０．１％でも本発明の効果が得られる。

また、突起物３１ａと記録層１２（光硬化性有機材料）との屈折率差が２０％以内であることが好ましい。さらに、突起物３１ａの記録層厚み方向の長さ（突起高さ）のばらつきが１０％以下であることが好ましい。また、突起物３１ａは、記録層１２中で部分的に偏って集合することなくできるだけ均一に分散して配置されていることが望ましい。

以上の構成のホログラム記録媒体３０によっても、ホログラム記録媒体１０と同様に、可撓性があり形状が容易に変化する下部透明基材１１，上部透明基材１３を用いても、記録層１２の厚みのムラや経時変化が少なくなり、安定した画像表示が可能となる。また、形状可能のしやすいフィルム基材を用いることができるため、ホログラム記録媒体として例えばＡ０サイズ（縦８４１ｍｍ×横１１８９ｍｍ）の大面積化が可能となる。さらに、記録層１２の構成材料が流動性のある軟らかい材料であってもホログラム記録媒体を作製することができ、とくに、感度の高い構成材料を用いることができるため、露光時の光量が少なくて済み、記録時間の短縮が可能となる。

また、本実施の形態のホログラム記録媒体のバリエーションとして、図８の構成のものがある。
すなわち、図８に示すホログラム記録媒体３０Ａは、図７のホログラム記録媒体３０の構成において、円錐形または角錐形の突起物３１ａに代えて円柱形または角柱形の突起物３１ｂとした例を示している。さらに、このような突起物３１ａ、３１ｂを上部透明基材１３の記録層１２側の面に設けてもよい。

ここで、第３の実施の形態のホログラム記録媒体３０は例えばつぎのように製造するとよい。
（Ｓ３１）まず下部透明基材１１について、物理的切削などにより突起物３１ａを形成する。
（Ｓ３２）つぎに、下部透明基材１１の突起物３１ａ形成面上に、光硬化性有機材料からなる層（記録層１２）を設ける。詳しくは、光硬化性有機材料を溶媒に溶かしたものを下部透明基板１１の微小粒子１４が固定された面上にバーコータ、スピンコート、吹き付けなどにより塗布し、熱処理により溶媒を揮散させて記録層１２を形成する。
（Ｓ３３）ついで、記録層１２露出面に上部透明基材１３を貼り合わせる。具体的には、記録層１２露出面に上部透明基材１３の主面を当接させてラミネート処理を行う。
（Ｓ３４）ついで、対象物の端部（下部透明基材１１、記録層１２、上部透明基材１３）を切断し、所定寸法のホログラム記録媒体２０を完成する。

以上の本発明のホログラム記録媒体は、所定の露光光学系を用いて、ステレオホログラムが記録される。
図９にその露光光学系の例を示す。
図９に示すように、露光処理系は、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光源５１と、レーザ光源５１からのレーザ光Ｌ１の光軸上に配されたシャッタ５２及びハーフミラー５３とを備えている。

前記シャッタ５２は、制御用コンピュータ（図示せず）によって制御され、ホログラム記録媒体１０（２０，３０）を露光しないときには閉じられ、露光するときに解放される。あるいは、レーザ光源５１に、半導体レーザのように立ち上がり後すぐに安定なレーザ光が出射される光源を使用するときには、シャッタ５２を用いずに、レーザ光源５１自体をオン／オフするようにしても良い。

ハーフミラー５３は、シャッタ５２を通過してきたレーザ光Ｌ１を、参照光と物体光とに分離するためのものであり、ハーフミラー５３によって反射された光Ｌ２が参照光となり、ハーフミラー５２を透過した光Ｌ３が物体光となる。

ハーフミラー５２によって反射された光Ｌ２の光軸上には、参照光用の光学系として、シリンドリカルレンズ５５と、参照光を平行光とするためのコリメータレンズ５６と、コリメータレンズ５６からの平行光を反射する全反射ミラー５７とが、それぞれ配置されている。

そして、ハーフミラー５３によって反射された光Ｌ２は、先ず、シリンドリカルレンズ５５によって発散光とされ、次いで、コリメータレンズ５６によって平行光とされる。その後、全反射ミラー５７によって反射され、ホログラム記録媒体１０（２０，３０）に入射する。

一方、ハーフミラー５３を透過した光Ｌ３の光軸上には、物体光用の光学系として、ハーフミラー５３からの透過光を反射する全反射ミラー５４と、凸レンズとピンホールを組み合わせた空間フィルタ５８と、物体光を平行光とするためのコリメータレンズ５９と、例えば透過型の液晶パネルからなり記録対象の画像を表示する画像表示装置５Ａと、物体光をホログラム記録媒体１０（２０，３０）に投影するための投影レンズ５Ｂと、物体光をホログラム記録媒体１０（２０，３０）上に集光させるシリンドリカルレンズ５Ｃとがそれぞれ配置されている。

そして、ハーフミラー５３を透過した光Ｌ３は、全反射ミラー５４によって反射された後、空間フィルタ５８によって点光源からの拡散光とされる。次に、コリメータレンズ５９によって平行光とされ、その後、画像表示装置５Ａに入射する。ここで、画像表示装置５Ａは、ステレオグラムの原理に基づいて計算された画像を表示する。そして、画像表示装置５Ａによって変調された光は、投影レンズ５Ｂを通りシリンドリカルレンズ５Ｃを経てホログラム記録媒体１０（２０，３０）に照射される。

ここで、参照光及び物体光は、参照光がホログラム記録媒体１０（２０，３０）の一方の主面に入射し、物体光がホログラム記録媒体１０（２０，３０）の他方の主面に入射するようにする。すなわち、ホログラム記録媒体１０（２０，３０）の一方の主面に、参照光を所定の入射角度にて入射させるとともに、ホログラム記録媒体１０（２０，３０）の他方の主面に、物体光をホログラム記録媒体１０（２０，３０）に対して光軸がほぼ垂直となるように入射させる。これにより、参照光と物体光とがホログラム記録媒体１０（２０，３０）の記録層１２上において干渉し、参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞が、記録層１２に露光され屈折率の変化として記録される。

また、ホログラム記録媒体１０（２０，３０）上には、画像表示装置５Ａに写した画像１コマに対し、ライン状にホログラムが記録される。１つのホログラム写真を作成するためには、画像表示装置５Ａに計算処理によって作成された複数の画像をホログラム記録媒体１０（２０，３０）に順次露光する必要がある。したがって、画像表示装置５Ａに各画像を表示する毎に、ホログラム記録媒体１０（２０，３０）の位置を１ライン分ずらすことで、所望の大きさのホログラム写真が作成されるようになる。

なお、記録方法は、上記ステレオホログラムの露光に限らず、一般的なイメージホログラム（「ホログラフィー」 辻内順平著 裳華房）・計算機ホログラムなど、種々の方法を用いることが可能である。

以上の本発明のホログラム記録媒体は、例えば三次元ディスプレイ、回折格子や干渉フィルタの光学デバイス、メモリ材料、広告宣伝媒体等に使用することができる。

以下に、本発明のホログラム記録媒体を実際に作製した例を示す。
（実施例１）
以下の条件で図１に示す構成のホログラム記録媒体１０のサンプルを作製した。
（Ｓ４１）まず下部透明基材１１、上部透明基材１３としてそれぞれ厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムを用意し、それぞれの一方の主面上にアクリルモノマー、無機・有機ポリマー、光重合開始剤、表面張力を調整する添加剤を含んだ溶液を塗布し、紫外線硬化させてアクリル系ハードコート剤層を形成し、第１の保護層１１ａ，１３ａとした。また、下部透明基材１１、上部透明基材１３の第１の保護層１１ａ，１３ａ形成面とは反対面上に同様の処理を施して第２の保護層１１ｂ、１３ｂを形成した。

（Ｓ４２）つぎに、屈折率１．５の膨潤防止処理を施した平均粒径３０μｍの架橋アクリル粒子（微小粒子１４）を、（１）１０重量部、（２）５重量部、（３）１重量部、（４）０．０５重量部、（５）０重量部用意し、それぞれメチルイソブチルケトン溶媒に、光重合材料としてラジカル重合性モノマー・カチオン重合性モノマー記録材料を添加させた溶液１００重量部と混合し、攪拌させた分散溶液を用意した。

下部透明基材１１の第１の保護層１１ａ上に、前記分散溶液をスキージ法にて乾燥後１ｍ^２あたり４０ｃｍ^３塗布した後、常温乾燥により重量比で５０％の溶媒を気化させて、微小粒子１４が内部に分散された光硬化性有機材料（屈折率１．５３）からなる層（記録層１２）を設けた。

（Ｓ４３）ついで、記録層１２露出面に上部透明基材１３の第１の保護層１３ａを当接させてラミネート処理を行って貼り合せた。
（Ｓ４４）ついで、対象物の端部（第２の保護層１１ｂ、下部透明基材１１、第１の保護層１１ａ、記録層１２、第１の保護層１３ａ、上部透明基材１３、第２の保護層１３ｂ）を切断し、５ｃｍ角サイズで記録層１２厚み３０μｍのホログラム記録媒体１０サンプルを完成した。

なお、前記微小粒子１４を（１）１０重量部としたものを実施例１−１とし、（２）５重量部としたものを実施例１−２とし、（３）１重量部としたものを実施例１−３とし、（４）０．０５重量部としたものを実施例１−４とし、（５）０重量部としたものを比較例１とした。このとき、それぞれのサンプル内で微小粒子１４が占める面積比は、実施例１−１が１３％、実施例１−２が７％、実施例１−３が１．６％、実施例１−４が０．１％、比較例１が０％であった。

以上の得られたサンプルについて、つぎの評価試験を行った。
（１）記録層の安定性試験Ａ
前記各サンプルを、６０℃の恒温槽に２４ｈ投入し、媒体エッジ部からの材料漏れ状態の確認を、顕微鏡観察により行った。このとき、漏れなしを評価良（記号○）、漏れありを評価不良（記号×）とした。
（２）記録層の安定性試験Ｂ
前記各サンプルを、平坦なアクリル板ではさみ、４００ｋｇ/ｍ^２の加重を１５０ｈかけ、厚みムラの発生、媒体エッジ部からの材料漏れ状態の確認を、目視観察により行った。このとき、漏れなしを評価良（記号○）、漏れありを評価不良（記号×）とした。
（３）露光後の信号特性試験
前記各サンプルに、図９に示した露光光学系においてＮｄ：ＹＡＧのＳＨＧ ＣＷレーザー（波長：５３２ｎｍ）をレーザ光源として、１０ｍＪ/ｃｍ^２の積算露光量で照射を行い、各サンプルの回折効率の測定を行った。このとき、回折効率８０％以上を良好とした。

以上の評価結果を表１に示す。

（実施例２）
以下の条件で図３に示す構成のホログラム記録媒体１０Ｂのサンプルを作製した。
（Ｓ５１）まず下部透明基材１１として厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム、上部透明基材１３として厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムを用意する。

（Ｓ５２）つぎに、屈折率１．５の膨潤防止処理を施した平均粒径３０μｍの架橋アクリル粒子（微小粒子１４）を、（１）１０重量部、（２）５重量部、（３）１重量部、（４）０重量部用意し、それぞれメチルイソブチルケトン溶媒に、光重合材料としてラジカル重合性モノマー・カチオン重合性モノマー記録材料を添加させた溶液１００重量部と混合し、攪拌させた分散溶液を用意した。

下部透明基材１１上に、前記分散溶液をスキージ法にて乾燥後１ｍ^２あたり４０ｃｍ^３塗布した後、常温乾燥により重量比で５０％の溶媒を気化させて、微小粒子１４が内部に分散された光硬化性有機材料（屈折率１．５３）からなる層（記録層１２）を設けた。

（Ｓ５３）ついで、記録層１２露出面に上部透明基材１３を当接させてラミネート処理を行って貼り合せた。
（Ｓ５４）ついで、対象物の端部（下部透明基材１１、記録層１２、上部透明基材１３）を切断し、５ｃｍ角サイズで記録層１２厚み３０μｍのホログラム記録媒体１０Ｂサンプルを完成した。

なお、前記微小粒子１４を（１）１０重量部としたものを実施例２−１とし、（２）５重量部としたものを実施例２−２とし、（３）１重量部としたものを実施例２−３とし、（４）０重量部としたものを比較例２とした。このとき、それぞれのサンプル内で微小粒子１４が占める面積比は、実施例２−１が１３％、実施例２−２が７％、実施例２−３が１．６％、比較例２が０％であった。

以上の得られたサンプルについて、実施例１と同様の評価試験を行った。
その評価結果を表２に示す。

本発明に係るホログラム記録媒体の第１の実施の形態における構成を示す断面図である。 本発明のホログラム記録媒体の第１の実施の形態のバリエーション構成（１）を示す断面図である。 本発明のホログラム記録媒体の第１の実施の形態のバリエーション構成（２）を示す断面図である。 本発明に係るホログラム記録媒体の第２の実施の形態における構成を示す断面図である。 本発明のホログラム記録媒体の第２の実施の形態のバリエーション構成（１）を示す断面図である。 本発明のホログラム記録媒体の第２の実施の形態のバリエーション構成（２）を示す断面図である。 本発明に係るホログラム記録媒体の第３の実施の形態における構成を示す断面図である。 本発明のホログラム記録媒体の第３の実施の形態のバリエーション構成を示す断面図である。 ホログラム記録媒体の露光光学系の構成例を示す概略図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ，２０，２０Ａ，２０Ｂ，３０，３０Ａ…ホログラム記録媒体、１１…下部透明基材、１１ａ，１３ａ…第１の保護層、１１ｂ，１３ｂ…第２の保護層、１１ｃ，１３ｃ…接着層、１２…記録層、１３…上部透明基材、１４，１５…微小粒子、３１ａ，３１ｂ…突起物、５１…レーザ光源、５２…シャッタ、５３…ハーフミラー、５４，５７…全反射ミラー、５５，５Ｃ…シリンドリカルレンズ、５６，５９…コリメータレンズ、５８…空間フィルタ、５Ａ…画像表示装置、５Ｂ…投影レンズ

Claims (7)

1. 少なくとも下部透明基材、光硬化性有機材料からなる記録層、上部透明基材とが積層されてなるホログラム記録媒体において、
   前記記録層内部に、該記録層の厚みを維持するスペーサが当該ホログラム記録媒体主面方向に分散配置されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
2. 前記スペーサは、微小粒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媒体。
3. 前記スペーサは、前記下部透明基材及び／又は上部透明基材の表面に設けられた突起物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媒体。
4. 前記スペーサが前記記録層の主面領域において占める面積率が１３％以下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媒体。
5. 前記スペーサは少なくとも当該ホログラム記録媒体の記録・再生の際に用いられる光に対して透明であり、該スペーサと前記記録層との屈折率差が２０％以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媒体。
6. 前記スペーサの前記記録層の厚み方向における長さのばらつきが１０％以下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媒体。
7. 前記下部基材及び上部基材は、ポリカーボネートまたはポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。

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