| 【発明の名称】 |
複製用ホログラム原版 |
| 【発明者】 |
【氏名】日口 洋一
【氏名】戸津川 大輔
【氏名】瀬川 敏一
【氏名】栗原 正彰
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| 【要約】 |
【課題】遮光材料による干渉縞パターンの上に設けられる透過率調整層として耐久性を有し作製容易なものを用いた複製用ホログラム原版。
【解決手段】透明基板１の表面に遮光材料からなる干渉縞パターン３が設けられ、その干渉縞パターン３上に透過率調整層５が設けられた複製用ホログラム原版１０において、透過率調整層５として金属薄膜が用いられている。また、透過率調整層５の上に反射防止層６が設けられている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 透明基板の表面に遮光材料からなる干渉縞パターンが設けられ、その干渉縞パターン上に透過率調整層が設けられた複製用ホログラム原版において、前記透過率調整層として金属薄膜が用いられていることを特徴とする複製用ホログラム原版。
【請求項２】 前記透過率調整層の上に反射防止層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の複製用ホログラム原版。
【請求項３】 前記透過率調整層がクロムの薄膜からなることを特徴とする請求項１又は２記載の複製用ホログラム原版。
【請求項４】 前記透過率調整層の透過率が７０％以下であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の複製用ホログラム原版。
【請求項５】 前記反射防止層が酸化クロムからなることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の複製用ホログラム原版。
【請求項６】 前記反射防止層の干渉縞パターンと反対側からの反射率が１０％以下であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の複製用ホログラム原版。
【請求項７】 前記反射防止層の酸化クロムの膜厚が２０ｎｍから８０ｎｍであることを特徴とする請求項５記載の複製用ホログラム原版。
【請求項８】 前記遮光材料からなる干渉縞パターンが、少なくとも１層のクロム層を含み、電子線リソグラフィー描画で形成したものであることを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載の複製用ホログラム原版。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複製用ホログラム原版に関し、特に、ホログラム複製の際に不要干渉縞の発生を抑制して良好な光学特性の複製品が得られ、かつ、耐久性を有し、作製容易な複製用ホログラム原版に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】透過型ホログラムから同様の特性の透過型ホログラムを光学的な複製法により作製することがよく知られている。そのためには、原版の透過型ホログラムの再生照明光入射側とは反対側に密着あるいは若干離間してホログラム乾板を配置し、原版側から再生照明光に相当する複製照明光を入射させて、ホログラム乾板のホログラム感光材料層中で、物体光に相当する回折光と参照光に相当する透過光とを干渉させて原版と同様の特性の透過型ホログラムを複製する。
【０００３】そして、そのような透過型ホログラム原版の干渉縞パターンを、クロム等の金属膜で作製することは、特開平６−２０１９０７号、特開平７−４３５１１号、特開平１１−６９１７号等において知られている。
【０００４】また、このような干渉縞パターンを金属膜で作製してなるホログラム層上に光吸収層からなる透過率調整層を設けることは、特開平１１−２７１５３５号で提案されている。この特開平１１−２７１５３５号には、光吸収層を設けることにより次のような効果が得られることが記載されている。すなわち、■複製時に各層での繰返し反射により生じる不要光が低減される。■複製時に２次回折光によってできる不要な干渉縞を低減できる。■０次光と１次回折光の光量比を調整して複製を最も効率的に行う理想の１：１に近づけられる。また、光吸収層として、有機ポリ尿素薄膜やポリイミド酸化膜等を用いることが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複製用ホログラム原版は、複製毎にホログラム乾板を交換しながら密着を繰り返すため、原版とホログラム乾板の間に異物が入った場合、この異物が原版の上記光吸収層を傷つける問題があった。特に、屈折率マッチング液を用いた場合はこのような異物が入りやすい。
【０００６】光吸収層として、特開平１１−２７１５３５号のように、有機ポリ尿素薄膜やポリイミド酸化膜等の有機材料を用いた場合にもこの問題は避けられない。
【０００７】また、光吸収層を、特開平１１−２７１５３５号のように、樹脂の塗布で形成する場合は、従来の一般のリソグラフィーでは用いられない特殊な材料を用いているため、真空成膜装置やスピンナー等として汚れ防止のために専用の装置を用意する必要があった。
【０００８】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、遮光材料による干渉縞パターンの上に設けられる透過率調整層として耐久性を有し作製容易なものを用いた複製用ホログラム原版を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発明の複製用ホログラム原版は、透明基板の表面に遮光材料からなる干渉縞パターンが設けられ、その干渉縞パターン上に透過率調整層が設けられた複製用ホログラム原版において、前記透過率調整層として金属薄膜が用いられていることを特徴とするものである。
【００１０】この場合、透過率調整層の上に反射防止層を設けることが望ましい。
【００１１】また、透過率調整層として例えばクロムの薄膜を用いることができる。
【００１２】また、透過率調整層の透過率は７０％以下であることが望ましい。
【００１３】また、反射防止層として例えば酸化クロムを用いることができる。
【００１４】また、反射防止層の干渉縞パターンと反対側からの反射率が１０％以下であることが望ましい。
【００１５】また、反射防止層として酸化クロムを用いる場合、その膜厚が２０ｎｍから８０ｎｍであることが望ましい。
【００１６】また、遮光材料からなる干渉縞パターンとしては、例えば、少なくとも１層のクロム層を含み、電子線リソグラフィー描画で形成したものであることができる。
【００１７】本発明においては、干渉縞パターン上に設ける透過率調整層として金属薄膜が用いられているので、ホログラム乾板を交換しながら密着を繰り返しても、異物によってその透過率調整層に傷がつき難くなり耐久性が向上すると共に、その透過率調整層の作製が容易になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の複製用ホログラム原版を実施例に基づいて説明する。
【００１９】図１に、本発明の１実施例の複製用ホログラム原版を用いて透過型ホログラムを複製する場合の断面図を示す。また、図２に複製用ホログラム原版のホログラム層部分の拡大断面図を示す。この実施例においては、複製用ホログラム原版１０として、例えば特開平１１−６９１７号、特開平１１−２７１５３５号に開示されているように、透明基板１上にクロムからなる金属膜４を設け、フォトリソグラフィーの手法により例えばホログラムカラーフィルター用の干渉縞を電子線描画してパターニングして、遮光材料による振幅型の計算機ホログラムパターン３を形成してなるものである。
【００２０】そして、本発明に基づいて、このような遮光材料による干渉縞パターン３上に、透過率調整層（光吸収層）５として、硬度が高いクロムの極薄い膜を真空蒸着装置等を用いて一様に成膜して用いることにより、異物により傷がつく問題を解決したものである。
【００２１】このように干渉縞パターン３の作製に一般に用いられるクロムを光吸収層５の材料にも用いることにより、その成膜のための専用装置が不要になる。
【００２２】図３に、波長５１４ｎｍの光に対してのクロムの膜厚と垂直透過率の関係を示す。この図から明らかなように、光吸収層５として膜厚５ｎｍ〜４０ｎｍのクロム膜を用いると、透過率が７０％〜５％の透過率調整層が得られる。この厚さが５ｎｍ未満の場合は有効な光吸収効果は得られず、４０ｎｍ以上の場合は透過光量の減衰が大きくなりすぎる。
【００２３】この光吸収層５の作用を説明すると、ホログラムパターン３に複製用照明光３０を入射させると、図１、図２に示したように、ホログラムパターン３からは、０次透過光３１、１次回折光３２、２次回折光３３が発生するが、１次回折光３２はホログラム層２に対して略垂直に、０次透過光３１と２次回折光３３は大きな回折角で発生するため、光吸収層５中を通る光路長は、１次回折光３２は相対的に短く、０次透過光３１と２次回折光３３は相対的に長くなるため、減衰率は相対的に０次透過光３１と２次回折光３３がより高くなる。０次透過光３１、１次回折光３２、２次回折光３３中、光強度は０次透過光３１と１次回折光３２が高く、２次回折光３３は最も低いので、この光吸収層５の作用で、ホログラム乾板２０のホログラム感光材料層２２に達する０次透過光３１と１次回折光３２の強度を略等しくでき、２次回折光３３の相対強度を非常に小さくできる。したがって、複製用ホログラム原版１０に光吸収層５を配置することにより、２次回折光３３に基づく不要干渉縞が形成され難くなる。
【００２４】ところで、図１、図２の実施例においては、クロムの光吸収層５の上に、反射防止層としての酸化クロム層６を、同様に真空蒸着装置等を用いて一様に成膜している。
【００２５】次の表は、波長５１４ｎｍの光が酸化クロム層６側から垂直に入射した場合の、酸化クロムの膜厚と反射率の関係を示すものである。
【００２６】
酸化クロムの膜厚 反射率２０ｎｍ ３２％３０ｎｍ １３％４０ｎｍ ３％５０ｎｍ １％６０ｎｍ １３％斜め入射の光も例えば１０％以下の反射率で反射防止を行うには、酸化クロム層６の厚みは２０ｎｍから８０ｎｍが望ましく、さらには３０ｎｍから７０ｎｍが最適である。酸化クロム層６の膜厚が２０ｎｍ未満の場合には十分な反射防止効果が得られず、その膜厚が８０ｎｍを越える場合は、透過光量が急激に減衰し、極端に厚い場合には干渉縞パターン３の隙間を埋めてしまう。
【００２７】この反射防止層としての酸化クロム層６の作用を説明すると、複製用ホログラム原版１０から同様の特性のホログラムを複製するためには、例えば、透明基板２１上にフォトポリマーからなるホログラム感光材料層２２とその表面に保護層２３とを積層してなるホログラム乾板２０を用意し、複製用ホログラム原版１０のホログラム層２とホログラム乾板２０の保護層２３とを屈折率整合液１５を介して密着させ、一方、複製用ホログラム原版１０の裏面には、斜面１２を有するプリズム１１を密着させ、その斜面１２から複製用照明光３０を入射させる。この複製用照明光３０がホログラムパターン３に入射してそこから０次透過光３１、１次回折光３２、２次回折光３３等が発生するが、これらの光３１、３２、３３等は上記のように光吸収層５で減衰され、ホログラム乾板２０に入射してその界面（保護層２３の表面、保護層２３とホログラム感光材料層２２の界面、ホログラム感光材料層２２と透明基板２１の界面、透明基板２１の裏面）でフレネル反射されて再びホログラム層２に入射するが、その反射光３４は反射防止層としての酸化クロム層６でほとんど反射されないため、再度ホログラム感光材料層２２に達する光強度は十分に弱くなり、これら界面からの反射光に基づく不要干渉縞も形成され難くなる。なお、図２中、符号３５は、酸化クロム層６を設けない場合の反射光を示す。
【００２８】この実施例のように、透明基板１上に遮光材料のクロムからなる干渉縞パターン３を設け、その上に透過率調整層としてクロムからなる光吸収層５を設け、その上に反射防止層としての酸化クロム層６が設けられてなる複製用ホログラム原版１０の上に、屈折率整合液１５を介してホログラム乾板２０を密着させ、複製用ホログラム原版１０の裏面にプリズム１１を密着させて、そのプリズム１１の斜面１２から複製用照明光３０を入射させると、ホログラムパターン３から発生した０次透過光３１と１次回折光３２は、光吸収層５の透過率調整作用により光量比が略１：１に調整されて、ホログラム乾板２０のホログラム感光材料層２２中で干渉して、原版１０と同様の回折特性を有する透過型ホログラムがホログラム乾板２０中に効率的に複製される。
【００２９】一方、ホログラムパターン３から発生した２次回折光３３は、上記のように、光吸収層５で大幅に吸収されるため、この２次回折光３３に基づく不要干渉縞は形成され難くなる。
【００３０】また、ホログラム乾板２０の界面でフレネル反射されて再びホログラム層２に入射する０次透過光３１、１次回折光３２、２次回折光３３等は、反射防止層としての酸化クロム層６でほとんど反射されなくなるため、再度ホログラム感光材料層２２に達する光強度は十分に弱くなり、これら界面からの反射光３４に基づく不要干渉縞も形成され難くなる。
【００３１】以下に、本発明の１つの具体例を示す。透明基板１上に遮光材料のクロムからなる干渉縞パターン３のみを設けた従来の複製用ホログラム原版と、上記のように、その干渉縞パターン３上にクロムからなる光吸収層５を設け、その上に反射防止層としての酸化クロム層６が設けた本発明の複製用ホログラム原版１０とを比較すると次の表のようになった。測定は、波長５４３ｎｍのＳ偏光で行った。
【００３２】
従来の複製用 本実施例の複製用 ホログラム原版 ホログラム原版１０ 原版からの回折光強度 ０次光 １１．０％ ０．９％ １次光 １２．１％ １．１％ ２次光 ２．２％ ０．１％ １次光／０次光 １．１１ １．２８ ２次光／０次光 ０．２０ ０．１４ 複製されたホログラム １次光 ８７％ ８９％ ２次光 ３％ １％ 不要干渉縞 多い 少ない上記の表から、ホログラム原版の段階において、２次光の０次光に対する比が本発明に基づいて減少していることが分かる。その結果、複製されたホログラムにおいて、不要な２次光が３％から１％に減少し、それに伴い本来の成分である１次光が８７％から８９％に増加している。また、目視で見られる不要干渉縞も大幅に減少している。
【００３３】以上、本発明の複製用ホログラム原版を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。例えば、反射防止層としての酸化クロム層６は省いてもよい。また、干渉縞パターン３を形成する遮光材料としてクロム以外の他の金属薄膜を用いてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の複製用ホログラム原版によると、干渉縞パターン上に設ける透過率調整層として金属薄膜が用いられているので、ホログラム乾板を交換しながら密着を繰り返しても、異物によってその透過率調整層に傷がつき難くなり耐久性が向上すると共に、その透過率調整層の作製が容易になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２８９７
【氏名又は名称】大日本印刷株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２２日（２０００．３．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７７７７
【弁理士】
【氏名又は名称】韮澤 弘 （外７名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５２０１（Ｐ２００１−２６５２０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８０２８５（Ｐ２０００−８０２８５） |
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