JP2008226369A - 光記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】エラー率の低いホログラム型光記録媒体を提供する。
【解決手段】透光性があり、屈折率ｎ１であって、プラスチックである第１の基板と、
前記第１の基板の上に設けられ、屈折率ｎｓであって、屈折率を調整する第１の調整層と、前記第１の調整層の上に設けられ、ホログラフィを利用して情報が記録される屈折率ｎ２である有機記録層と、前記記録層の上に設けられ、屈折率ｎｓであって、屈折率を調整する第２の調整層と、前記第２の調整層の上に設けられ、透光性があり、屈折率ｎ１であって、プラスチックである第２の基板とを備え、ｎ２≦ｎｓ≦ｎ１であり、前記第１及び第２の調整層の膜厚ｋは、５≦ｋ≦２００ｎｍであり前記第１及び第２の調整層の屈折率ｎｓが、前記記録層と接する側では小さく、前記第１及び第２の基板と接する側では大きく、かつ連続的に変化することを特徴とするホログラム型光記録媒体。
【選択図】図１

Description

本発明はホログラム型光記録媒体に関する。
情報をホログラムで記録するホログラフィックメモリーは、大容量の記録が可能であり、次世代の記録媒体として注目されている。ホログラム記録用感光性組成物としてはデュポン社のオムニデックス（商品名）に代表されるような光重合性モノマー、マトリクス樹脂、光重合開始剤、増感色素を主成分とするフォトポリマーが知られている。ホログラム記録用感光性組成物をフイルム状にしたのち、干渉露光により情報を記録する。光が強く照射された部分ではラジカル重合が進む。ラジカル重合が進むと、光が弱く照射された部分から光が強く照射された部分にラジカル重合性モノマーが拡散して濃度勾配ができる。すなわち干渉光の強弱に応じて、ラジカル重合成モノマーの密度差が生じ、屈折率の差ができる。
ホログラム型光記録媒体は透明な二枚のプラスチック基板の間にフォトポリマーが挟まれた構造を持つ。光記録媒体のプラスチック基板としてはポリカーボネートのように透明で比較的屈折率の高いものが用いられている。これに対して、記録層として用いられるフォトポリマーはプラスチック基板よりも屈折率が低いものが用いられることが多い。ホログラムは屈折率変調で情報を記録するものであり、プラスチック基板とフォトポリマーの屈折率差が大きいと、エラー率が高くなるという問題があった。プラスチック基板に無機膜を設けてエラー率を下げる技術は開示されている（特許文献１）。しかし、記録層と無機膜との屈折率の関係は考慮されていないため、エラー率の低減は不十分である。一方、相変化光記録媒体において、炭化珪素（ＳｉＣ）をターゲットとして用い、アルゴンと酸素の混合ガス中でスパッタし、酸素や窒素の流量を変えることで炭素と酸素、窒素の割合を自由に制御でき、形成されたＳｉＯＣあるいはＳｉＯＣＮ膜の透光性を保ったまま屈折率を変えることができることが報告されている（特許文献２）。
特開２００４−２７９４４３公報 特開２００５−２５８５１公報
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、記録及び再生時のエラー率が低いホログラム形光記録媒体を提供することを目的とする。
本発明の一様態に係るホログラム型光記録媒体は、透光性があり、屈折率ｎ１であって、プラスチックである第１の基板と、前記第１の基板の上に設けられ、屈折率ｎｓであって、屈折率を調整する第１の調整層と、前記第１の調整層の上に設けられ、ホログラフィを利用して情報が記録される屈折率ｎ２である有機記録層と、前記記録層の上に設けられ、屈折率ｎｓであって、屈折率を調整する第２の調整層と、前記第２の調整層の上に設けられ、透光性があり、屈折率ｎ１であって、プラスチックである第２の基板とを備え、ｎ２≦ｎｓ≦ｎ１であり、前記第１及び第２の調整層の膜厚ｋは、５≦ｋ≦２００ｎｍであり、前記第１及び第２の調整層の屈折率ｎｓが、前記記録層と接する側では小さく、前記第１及び第２の基板と接する側では大きく、かつ連続的に変化することを特徴とする。
本発明によれば、記録及び再生時のエラー率が低いホログラム形光記録媒体を提供できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以後の説明では、同一の部分には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。
図１は本発明の実施形態に係わるホログラム型光記録媒体を概略的に示す断面図である。図１中に示すホログラム型光記録媒体は光の入射方向から、プラスチックである基板２ａ、ＳｉＯＣ膜あるいはＳｉＯＣＮ膜である屈折率を調整するための調整層３ａ、記録層４、ｉＯＣ膜あるいはＳｉＯＣＮ膜である屈折率を調整するための調整層３ｂ、プラスチックである基板２ｂの順に設けられている。
ＳｉＯＣ膜とはＳｉ，Ｏ，Ｃを構成元素として含み、Ｓｉ，Ｏ，Ｃのａｔ．％を合計すると９９％以上となる膜を意味する。ＳｉＯＣＮ膜とはＳｉ，Ｏ，Ｃ，Ｎを構成元素として含み、Ｓｉ，Ｏ，Ｃ，Ｎのａｔ．％を合計すると９９％以上となる膜を意味する。ＳｉＯＣ膜あるいはＳｉＯＣＮ膜の構成元素は、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：Ｘ線光電子分光法）、ＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：オージェ電子分光法），ＲＢＳ（Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ：ラザフォード後方散乱法），ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｓｉｓ：電子プローブＸ線マイクロアナライザ）、ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ：エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析），ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：高周波誘導結合プラズマ）発光分光分析、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：二次イオン質量分析）等を用いて定性分析、定量分析をすることができる。
基板２ａ、２ｂの材料としては数１００μｍから１ｍｍ程度の厚みの透明材料を用いる。特に機械的強度が高いため透明のエンジニアリングプラスチックが用いられる。代表的なプラスチック基板の材料としては、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリアリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリ（エチレンジメチルアクリレート）、ポリジエチレングリコール−ビス−アリルカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。
記録層４はフォトポリマーが好適に用いられる。フォトポリマーはポリマーマトリクスと光重合性モノマーと光重合開始剤とを含み、さらに、必要に応じてシアニン色素などの増感色素、シランカップリング剤、可塑剤などを加えても良い。ポリマーマトリクスとしては熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などを用いることができる。光重合性モノマーとしては不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステル、不飽和カルボン酸アミド、ビニル化合物などのラジカル重合性モノマーや、エポキシ、オキセタン、ビニルエーテル類などのカチオン重合性モノマーを用いることができる。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン誘導体、有機アジド化合物、チタノセン類、有機過酸化物、チオキサントン誘導体などのラジカル重合開始剤や、オニウム塩、スルホン酸エステル誘導体、スルホン酸アミド誘導体、トリアジン誘導体などのカチオン重合開始剤が好適に用いられる。記録層の厚みは数１０μｍから１ｃｍ程度である。
本実施形態では、基板２ａ及び２ｂの屈折率をｎ１、記録層の屈折率をｎ２、調整層３ａ及び３ｂの屈折率をｎｓとし、さらにプラスチック材質基板とフォトポリマー材質記録層の屈折率差を緩和し、エラー率を下げるために、ｎ２≦ｎｓ≦ｎ１とした。また、基板２ａ及び２ｂ側の調整層３ａ、３ｂの屈折率は高く、記録層側の調整層３ａ、３ｂの屈折率は低くなるような傾斜構造になっている。調整層３ａ、３ｂの膜厚はともに５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下とすることが望ましい。５ｎｍ未満の場合では、エラー率低減の効果が得られない。また、２００ｎｍを越えると調整層３ａ及び３ｂに含まれている珪素原子Ｓｉと結合していない炭素原子や窒素原子により、記録層のラジカル重合あるいはカチオン重合の反応速度が低下し記録感度が低下するおそれがある。より好ましい調整層３ａ及び３ｂの厚さは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
また、調整層３ａ及び３ｂの算術平均表面粗さＲａを０．４≦Ｒａ≦２０ｎｍとする。Ｒａを０．４ｎｍ以上にすることで、記録層と基板面での接着性が良好で記録時の体積収縮が抑えられることができる。また、Ｒａを２０ｎｍ以下にすることで、調整層と記録層、また調整層と基板の界面での散乱の影響も抑制できエラー率を抑えることができる。
また、反射記録媒体として用いる場合には図４のように基板２ｂにアルミ等の反射層を設けることもできる。
（実施例１）
以下、具体例を示して本発明をさらに詳細に説明する。なお、本実施例では一連の作業は、記録層が感光しないように、波長６００ｎｍより短い光が遮光されている室内で行なった。
＜ホログラム型光記録媒体の作製＞
図２は、本実施例のホログラム型光記録媒体の概略図である。透光性のプラスチック基板として厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板２ａおよび２ｂを用いた（屈折率１．６０）。２ｂにはあらかじめ片面に反射層５としてアルミ膜５を蒸着した。２枚のポリカーボネート基板の片面（反射層が無い側）にそれぞれ、３０ｎｍのＳｉＯＣ膜からなる調整層３ａ及び３ｂをＳｉ＋ＳｉＣターゲットを用いパルスモードＤＣスパッタ法により製膜した。さらに、上記２層の調整層３ａ及び３ｂで、記録層４を挟むように張り合わせ、記録光の入射方向から、基板２ａ／調整層３ａ／記録層４／調整層３ｂ／基板２ｂ／反射層５のような積層構造を持つホログラム型光記録媒体を作製した。製膜プロセスの中に、アルゴンガスおよび酸素ガスの流量を調整し、ＳｉＯＣ膜の屈折率を基板と接する側では高く、記録層と接する側では低く、かつ連続的に傾斜するように製膜した。
基板及び記録層近傍のＳｉＯＣ膜の屈折率を推定するために、上述のポリカーボネート基板に同じ条件で５ｎｍと３０ｎｍ製膜した時の屈折率をそれぞれ測定した。膜厚５ｎｍの場合は１．５８、膜厚３０ｎｍの場合の屈折率は１．５０であった。従って、作製した媒体の基板側のＳｉＯＣ膜の屈折率はおよそ１．５８、記録層に接する側のＳｉＯＣ膜の屈折率はおよそ１．５０である屈折率傾斜構造を有していると考えられる。また、ＳｉＯＣ膜の表面の算術平均表面粗さＲａは１．５３ｎｍとした。ＳｉＯＣ、ＳｉＯＣＮの表面粗さはスパッタリング時の電圧および、酸素、窒素等のガス圧を適宜調整することで制御した。
記録層４としては、エポキシ樹脂をポリマーマトリクスとするフォトポリマーを用いた。テトラエチレンペンタミン１．６２ｇと１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル（エポキシ当量１５１、ナガセケミテックス社製）６．０４ｇを混合してマトリクスポリマー前駆体とし、次いでラジカル重合性化合物としてのＮ−ビニルカルバゾール１．３５２ｇと、光ラジカル重合開始剤としてのイルガキュア７８４（チバスペシャルティケミカルズ社製）０．０４１ｇを混合して、均一な溶液を得た。この前駆体溶液を０．２ｍｍのテフロン（登録商標）製シートのスペーサーを介して配置された上記２枚の調整層３ａ、３ｂ（ＳｉＯＣ膜）の間に流し込んだ。次に、遮光して室温（２５℃）で４日間保管することにより、図４に示したようなホログラム型光記録媒体を作製した。
またこの記録層前駆体溶液を別途ガラス片に塗布し同様に遮光して４日間保管して硬化させた後、屈折率を測定したところ１．４９であった。即ち、記録層の屈折率は１．４９と推測される。
＜媒体評価法１＞
以下に、本実施形態の媒体評価法１を、光記録再生装置、情報の記録、再生及び評価の順で説明します。
＜光記録再生装置＞
作製したホログラム型光記録媒体を評価するために、まず、図３に示す構成の光記録再生装置を作製した。ここでは、光源装置８から出力するコヒーレント光として外部共振器を有するＧａＮ系半導体レーザー（波長４０５ｎｍ）を使用し、サーボ用の光源装置２３としては直線偏光した半導体レーザー（波長６５０ｎｍ）を用いた。反射型空間光変調器１１としてはデジタルマイクロミラーデバイスを用い、２次元光検出器２２としてはＣＣＤアレイを用いた。旋光用光学素子１６としては波長４０５ｎｍ用の１／４波長板、旋光用光学素子２６としては波長６５０ｎｍ用の１／４波長板を用いた。また、旋光用光学素子１６として用いた１／４波長板は、２次元光検出器２２上で再生光と強度が最も大きくなるようにその方位を調整し、旋光用光学素子２６、においてもそれぞれ、４分割フォトディテクタ２９上での光強度が最も強くなるようにその方位を調整した。
＜情報の記録＞
次に、上記の方法で作製したホログラム型光記録媒体を光記録再生装置（図３）に搭載して、サーボを行いながら実際に情報の記録を行った。記録は半径２４ｍｍ、３６ｍｍ、４８ｍｍのトラックで行い、各トラックにおいて９０度間隔で４スポット、光記録媒体全体で１２スポットの記録を行った。ホログラム型光記録媒体の表面での光強度は０．１ｍＷ、露光時間０．１秒、記録層の上面でのレーザービームのスポットサイズは約４００μｍ径であった。反射型空間光変調器１１には図４に示すような変調模様が表示されており、光軸の中心付近を情報光領域３０、周辺部分を参照光領域３１として用いることが出来る。
反射型空間光変調器１１では４００×４００の１６００００画素の領域を用い、そのうち、情報光領域としては中心部の１４４×１４４の２０７３６画素の領域を用いた。情報光領域の中では４×４の１６画素を単位パネルとし、全１２９６パネルとして情報を扱っている。情報の表現方法としては４×４の１６画素のうち３画素を明画素とする１６：３変調方法を用い、１パネルで２５６通り（１バイト）を表現でき、情報量としては１スポットあたり１２９６バイトとなる。
＜再生＞
次にＣＣＤアレイ２１によってホログラムの再生を行った。再生の際は、図５に示したような、参照光領域３１のみを反射型空間光変調器上に表示し参照光とした。光記録媒体１表面での光強度は０．０１ｍＷとした。
＜評価＞
次に、上記光記録再生装置の記録再生性能を以下のような手法によりエラー率を評価した。上記ＣＣＤアレイ２１上では反射型空間光変調器１１における１画素からの光を３×３画素で受光するオーバーサンプリングを行っている。エラー率は、ＣＣＤアレイ２１上で情報光領域にあたる４３２×４３２画素の領域を切り出し、１４４×１４４画素のサイズに画像処理によりリサンプリングした後、４×４の単位パネル中で輝度が高い３画素を明画素とすることで再生パターンを決定し、最後に反射型空間光変調器１１に入力したパターンと比較することにより評価したところ。ホログラム型光記録媒体１に記録された４スポットでのエラー率は１／５１８４であった。
（実施例２）
実施例１と同様な方法でホログラム型光記録媒体を作製した。ただし、ＳｉＯＣである調整層３ａ及び３ｂの厚さは両方とも５０ｎｍにした。また、ＳｉＯＣ膜の表面の算術平均表面粗さＲａは１．６７ｎｍとした。実施例１と同様な媒体評価法によりエラー率を測定したところエラー率は２／５１８４であった。
（実施例３）
実施例１と同様な方法でホログラム型光記録媒体を作製した。ただし、ＳｉＯＣである調整層３ａおよび３ｂの厚さは両方とも５０ｎｍにした。また、ＳｉＯＣ膜の表面の算術平均表面粗さＲａは４．００ｎｍとした。実施例１と同様な媒体評価法によりエラー率を測定したところエラー率は１／５１８４であった。
（実施例４）
実施例１と同様な方法でホログラム型光記録媒体を作製した。ただし、基板２ａ及び２ｂの屈折率を１．６１とし、ＳｉＯＣＮである調整層３ａ及び３ｂの厚さは両方とも２５ｎｍにした。また、基板側に近い側のＳｉＯＣＮ膜の屈折率はおよそ１．５９、記録層に接する側のＳｉＯＣＮ膜の屈折率は１．５０とした。また、ＳｉＯＣＮ膜の表面の算術平均表面粗さＲａは１．４０ｎｍとした。実施例１と同様な媒体評価法によりエラー率を測定したところエラー率は１／５１８４であった。
（比較例１）
透明ポリカーボネート基板２ａ、２ｂに調整層であるＳｉＯＣ膜を設けない以外は、実施例１と同様にホログラム型光記録媒体を作製した。図６中に示すように、ホログラム型光記録媒体は光の入射方向から、プラスチックである基板２ａ、記録層４、プラスチックである基板２ｂ及び反射層５の順に設けられている。実施例１と同様な媒体評価法によりエラー率を測定したところエラー率は６７／５１８４であった。
（比較例２）
実施例１と同様な方法でホログラム型光記録媒体を作製した。ただし、アルゴンガスおよび酸素ガスの流量を一定に保って製膜した結果、形成されたＳｉＯＣ膜が膜厚方向に均一な屈折率を有し、屈折率は１．５５であった。算術平均表面粗さＲａは１．２０ｎｍとした。実施例１と同様な媒体評価法によりエラー率を測定したところエラー率は１８／５１８４であった。
（比較例３）
実施例１と同様な方法でホログラム型光記録媒体を作製した。ただし、ＳｉＯＣからなる調整層３ａ、３ｂの厚さは両方とも２１０ｎｍにした。また、ＳｉＯＣ膜の表面の算術平均表面粗さＲａは１．５３ｎｍとした。実施例１と同様な媒体評価法によりエラー率を測定したところエラー率は２２／５１８４であった。
（比較例４）
ＳｉＯＣ膜の算術平均粗さが３０．００ｎｍとしたこと以外は、実施例３と同様にホログラム型光記録媒体を作製した。実施例１と同様な媒体評価法によりエラー率を測定したところエラー率は４５／５１８４であった。
（比較例５）
ＳｉＯＣＮ膜の算術平均粗さが０．３０ｎｍとしたこと以外は、実施例４と同様にホログラム型光記録媒体を作製した。実施例１と同様な媒体評価法によりエラー率を測定したところエラー率は９／５１８４であった。
＜媒体評価法２＞
以下に、本実施形態の媒体評価法１を、光記録再生装置、情報の記録、再生及び評価の順で説明します。
＜光記録再生装置および記録再生方法＞
図７は本実施例に係るホログラム型光情報記録装置の一例として二光束干渉法を用いたホログラム型光情報記録装置の概略図である。図８にホログラム型光記録媒体近傍での概略図を示し、ホログラムの記録再生、及びホログラム型光記録媒体の性能評価の方法について説明する。
光源装置３２としては外部共振器を有するＧａＮ系半導体レーザー（波長４０５ｎｍ）を使用し、ビームエキスパンダー３３は光源装置３２の出射光をホログラム記録に適したビーム径に広げ、旋光用光学素子３４はビームエキスパンダーによって広げられた光を旋光してＳ偏光成分とＰ偏光成分を含む光を生成するようになっている。旋光用光学素子３４には、例えば１／２波長板、１／４波長板などが用いられる。旋光用光学素子３４を透過してきた光のうちＳ偏光成分は偏光ビームスプリッター３５によって反射され情報光３６となり、Ｐ偏光成分は偏光ビームスプリッター３５を透過して参照光３７となる。偏光ビームスプリッター３５で反射された情報光３６は、ミラー３８で反射された後、電磁シャッター３９を通過し回転ステージ４０上に保持されたホログラム型光記録媒体４１の記録層４２に照射される。偏光ビームスプリッター３５を透過した参照光３７は旋光用光学素子４３によって偏光方向が９０度回転しＳ偏光となり、ミラー４４で反射された後、電磁シャッター４５を通過し、回転ステージ４０上に保持されたホログラム型光記録媒体４１の記録層４２内で情報光３６と交差するように照射され、透過型ホログラム４６を形成する。記録媒体４１上に照射された情報光３６、参照光３７のビーム径は４ｍｍ、光強度は７ｍＷ／ｃｍ２とした。
次に、上記の手段を用いて記録されたホログラムを再生する方法について説明する。電磁シャッター３９を閉じることにより情報光３６を遮断し、参照光３７のみをホログラム型光記録媒体４１の記録層４２内に形成された透過型ホログラム４７に照射する。参照光３７の一部はホログラム型光記録媒体４２を透過する際、透過型ホログラム４６により回折し、その回折光は光検出器４７により検出される。ホログラム記録後に未反応のラジカル重合性化合物を重合させて、記録したホログラムを安定化させるため紫外光源装置４８で光照射させてもよい。紫外光源装置４８としては、未反応のラジカル重合性化合物が重合することが可能な光であればどのようなものであっても良いが、紫外発光効率の良さなどから、例えばキセノンランプ、水銀ランプ、高圧水銀ランプ、水銀キセノンランプ、窒化ガリウム系発光ダイオード、窒化ガリウム系半導体レーザー、エキシマーレーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第３高調波（３５５ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第４高調波（２６６ｎｍ）などが上げられる。
次にホログラム型光記録媒体の記録性能評価の方法について説明する。本発明ではホログラムの記録性能の指標として、記録ダイナミックレンジを表すＭ／＃（Ｍナンバー）を用いた。Ｍ／＃は、ホログラム型光記録媒体の記録層内の同一領域に記録が出来なくなるまでｎページのホログラムを多重記録・再生した際、ｉ番目のホログラムからの回折効率をηｉとすると下記式（１）の様に表される。
Figure 2008226369
Ｍ／＃の値が大きいホログラム型光記録媒体ほど、記録ダイナミックレンジが大きく多重記録性能に優れている。本発明では、回折効率ηは参照光３７のみをホログラム型光記録媒体４１に照射した際、光検出器４９で検出される光強度をＩｔ、光検出器４７で検出される光強度をＩｄとするとη＝Ｉｄ／（Ｉｔ＋Ｉｄ）、で表される内部回折効率を用い、回転ステージ４０を用いてホログラム型光記録媒体４１を回転させることにより角度多重記録・再生を行いＭ／＃を測定した。
（実施例５）
＜ホログラム型光記録媒体の作製＞
図１は、本実施例のホログラム型光記録媒体の概略図である。透光性のプラスチック基板として厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板２ａ、２ｂを用いた（屈折率１．６２）。基板２ａ、２ｂの片面にそれぞれ、３０ｎｍのＳｉＯＣ膜である調整層３ａ、３ｂをＳｉ＋ＳｉＣターゲットを用いパルスモードＤＣスパッタ法により製膜した。さらに、上記２層の調整層３ａ、３ｂで、記録層４を挟むように張り合わせ、記録光の入射方向から、基板２ａ／調整層３ａ／記録層４／調整層３ｂ／基板２ｂのような積層構造を持つホログラム型光記録媒体を作製した。製膜プロセスの中に、アルゴンガスおよび酸素ガスの流量を調整し、調整層３ａ、３ｂ（ＳｉＯＣ膜）の屈折率を基板と接する側では高く、記録層と接する側では低く、かつ連続的に傾斜するように製膜した。
基板及び記録層近傍の調整層３ａ、３ｂ（ＳｉＯＣ膜）の屈折率を推定するために、上述のポリカーボネート基板に同じ条件で５ｎｍと３０ｎｍ製膜した時の屈折率をそれぞれ測定した。膜厚５ｎｍの場合は１．６０、膜厚３０ｎｍの場合の屈折率は１．４９であった。従って、作製した媒体の基板側のＳｉＯＣ膜の屈折率はおよそ１．５８、記録層に接する側のＳｉＯＣ膜の屈折率はおよそ１．５０である屈折率傾斜構造を有していると考えられる。また、ＳｉＯＣ膜の表面の算術平均表面粗さＲａは０．９８ｎｍであった。
記録層としてはエポキシ樹脂をポリマーマトリクスとするフォトポリマーを用いた。テトラエチレンペンタミン１．２１５ｇと１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル（エポキシ当量１５１、ナガセケミテックス社製）４．５３ｇを混合してマトリクスポリマー前駆体とし、次いでラジカル重合性化合物としてのＮ−ビニルカルバゾール１．０７７ｇと、光ラジカル重合開始剤としてのイルガキュア３６９（チバスペシャルティケミカルズ社製）０．３５９ｇを混合して、均一な溶液を得た。この前駆体溶液を０．２ｍｍのテフロン（登録商標）製シートのスペーサーを介して配置された上記２枚の調整層３（ＳｉＯＣ膜）の間に流し込んだ。これを、遮光して室温（２５℃）で４日間保管することにより、ホログラム型光記録媒体を作製した。
またこの記録層前駆体溶液を別途ガラス片に塗布し同様に遮光して４日間保管して硬化させた後、屈折率を測定したところ１．４９であった。
本実施例では、１ページ記録するごとに回転ステージ４０を用いて試験片を２°回転させ、これを繰り返して−２４°から＋２４°まで全部で２５ページのホログラム角度多重記録を行なった。次いで、回転ステージ４０を回転させて回折効率ηを測定し、Ｍ／＃を求めた。その結果、本実施例のホログラム型光記録媒体のＭ／＃は１６であった。
（実施例６）
実施例５と同様な方法でホログラム型光記録媒体を作製した。ただし、ＳｉＯＣＮである調整層３ａおよび３ｂの厚さは両方とも７０ｎｍにした。また、基板側に近い側のＳｉＯＣＮ膜の屈折率はおよそ１．６１、記録層に接する側のＳｉＯＣＮ膜の屈折率は１．５０とした。また、ＳｉＯＣＮ膜の表面の算術平均表面粗さＲａは１．２０ｎｍとした。
実施例５と同様に角度多重記録を行なったところ、Ｍ／＃は１８であった。
（比較例５）
ポリカーボネート基板にＳｉＯＣ膜を設けないことを除いて、実施例５と同様にホログラム型光記録媒体を作製した。角度多重記録を行なったところＭ／＃は１０であった。
図７の装置を用い、角度を変えずに記録媒体４１に連続して情報光３６と参照光３７を照射し、照射エネルギーと内部回折効率の変化を記録して媒体特性の評価を行なった。実施例５、実施例６および比較例６のホログラムの評価結果を図９に示す。曲線ａ、ｂ、ｃは、それぞれ実施例５、６、比較例５の評価結果を表している。基板に調整層であるＳｉＯＣ膜またはＳｉＯＣＮ膜を被覆することで、より少ない光照射エネルギーで高い回折効率が得られることが確かめられた。
本発明の実施形態に係わるホログラム型光記録媒体の概略図 本発明の実施例１ホログラム型光記録媒体の概略図 本発明に係わる光記録再生装置の概略図 本発明に係わる記録光パターンの概略図 本発明に係わる再生時の参照光パターンの概略図 比較例１のホログラム型光記録媒体の概略図 本発明に係わる光記録再生装置の概略図 本発明の実施形態にかかるホログラム型光記録媒体の概略断面図 実施例５、実施例６、比較例５のホログラム型光記録媒体における光照射エネルギーと回折効率変化を表した図
符号の説明
１…ホログラム型光記録媒体
２ａ、２ｂ…透光性プラスチック基板
３ａ、３ｂ・・・調整層（ＳｉＯＣ膜あるいはＳｉＯＣＮ膜）
４・・・記録層
５・・・反射層
８…光源装置
９…ビームエキスパンダ
１０…ミラー
１１…反射型空間光変調器
１２…リレーレンズ
１３…リレーレンズ
１４…偏光ビームスプリッタ
１５…ダイクロイックプリズム
１６…旋光用光学素子
１７…対物レンズ
１８…ボイスコイルモータ
１９…結像レンズ
２０…結像レンズ
２１…二次元光検出器
２２…アイリス
２３…サーボ用光源装置
２４…コリメートレンズ
２５…偏光ビームスプリッタ
２６…旋光用光学素子
２７…凸レンズ
２８…シリンドリカルレンズ
２９…４分割フォトディテクタ
３０…情報光領域
３１…参照光領域
３２…光源装置
３３…ビームエキスパンダー
３４…旋光用光学素子
３５…偏光ビームスプリッター
３６…情報光
３７…参照光
３８…ミラー
３９…電磁シャッター
４０…回転ステージ
４１…透過型ホログラム型光記録媒体
４２…記録層
４３…旋光用光学素子
４４…ミラー
４５…電磁シャッター
４６…透過型ホログラム
４７…光検出器
４８…紫外光源装置
４９…光検出器
５０…プラスチック基板
５１…スペーサー

Claims (5)

  1. 透光性があり、屈折率ｎ１であって、プラスチックである第１の基板と、
    前記第１の基板の上に設けられ、屈折率ｎｓであって、屈折率を調整する第１の調整層と、
    前記第１の調整層の上に設けられ、ホログラフィを利用して情報が記録される屈折率ｎ２である有機記録層と、
    前記記録層の上に設けられ、屈折率ｎｓであって、屈折率を調整する第２の調整層と、
    前記第２の調整層の上に設けられ、透光性があり、屈折率ｎ１であって、プラスチックである第２の基板とを備え、
    ｎ２≦ｎｓ≦ｎ１であり、
    前記第１及び第２の調整層の膜厚ｋは、５≦ｋ≦２００ｎｍであり
    前記第１及び第２の調整層の屈折率ｎｓが、前記記録層と接する側では小さく、前記第１及び第２の基板と接する側では大きく、かつ連続的に変化することを特徴とするホログラム型光記録媒体。
  2. 透光性があり、屈折率ｎ１であって、プラスチックである第１の基板と、
    前記第１の基板の上に設けられ、屈折率ｎｓであって、屈折率を調整する第１の調整層と、
    前記第１の調整層の上に設けられ、ホログラフィを利用して情報が記録される屈折率ｎ２である有機記録層と、
    前記記録層の上に設けられ、屈折率ｎｓであって、屈折率を調整する第２の調整層と、
    前記第２の調整層の上に設けられ、透光性があり、屈折率ｎ１であって、プラスチックである第２の基板とを備え、
    ｎ２≦ｎｓ≦ｎ１であり、
    前記第１及び第２の調整層の膜厚ｋは、１０≦ｋ≦１００ｎｍであり
    前記第１及び第２の調整層の屈折率ｎｓが、前記記録層と接する側では小さく、前記第１及び第２の基板と接する側では大きく、かつ連続的に変化することを特徴とするホログラム型光記録媒体。
  3. 前記第１及び第２の調整層は、ＳｉＯＣまたはＳｉＯＣＮを含むこと
    を特徴とする請求項１または請求項２に記載のホログラム型光記録媒体。
  4. 前記第１及び第２の調整層の算術平均粗さＲａが０．４≦Ｒａ≦２０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のホログラム型光記録媒体。
  5. 更に、前記第２の基板の前記記録層側と反対の面に反射層を備えること
    を特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のホログラム型光記録媒体。
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