JP2005242038A - 位相差板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】面平坦度に優れた位相差フィルムを有する位相差板を容易にすることができる位相差板の製造方法を提供すること。
【解決手段】固定基板上に接着剤を介して位相差フィルムを有する位相差板の製造方法において、支持基板の表面に剥離剤層を配設する工程と、剥離剤層の表面に位相差フィルムを配し、その後剥離剤層と位相差フィルムとの界面の脱気処理をして、剥離剤層と位相差フィルムとを真空吸着する工程と、固定基板、または位相差フィルムのいずれかの表面に接着剤を配する工程と、接着剤を介して、固定基板と位相差フィルムとを接着し、支持基板と固定基板との間に、剥離剤層、位相差フィルム、接着剤を挟持した構造体を形成する工程と、この構造体から、剥離剤層付きの支持基板と、固定基板上に接着剤を介して位相差フィルムを固着させた位相差板の２つの片に分離する工程により位相差板を製造する。
【選択図】 図１（ｆ）

Description

本発明は、固定基板上に接着剤を介して位相差フィルムを有する位相差板の製造方法に関する。

入射する直線偏光を円偏光の偏光状態に変換したり、その逆の変換を行う際には、位相差板が用いられている。この位相差板は、１枚の固定基板の一方の表面に接着剤を介して位相差フィルムを配設した構成や、その位相差フィルム表面に更に接着剤を介して他の固定基板を貼り付けて、２枚の固定基板の間に接着剤を介して挟持された１枚の位相差フィルムを配設した構成が一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。

上述の固定基板に接着剤を介して位相差フィルムを配設した位相差板は、以下のような製造方法により得ることができる。図２（ａ）〜 図２（ｄ）は、従来の位相差板の製造方法を示す工程断面図である。

まず、図２（ａ）の工程に示すように、表面形状が外力によって容易に変形し難い平坦度の良好な支持基板１１ａ上に、位相差フィルム１１ｃを密着させて配設する。この時、支持基板１１ａと位相差フィルム１１ｃの間には、接着性を有する媒介物が存在せず各々の平坦度が良いために、支持基板１１ａと位相差フィルム１１ｃとは真空吸着により確実に保持される。

次に、図２（ｂ）の工程に示すように、表面形状が外力によって容易に変形し難い平坦度の良好な固定基板１１ｅ上に、スピンコーターや圧力、送り出し速度の制御されたローラーを用いて接着剤１１ｄを塗布する。この時、接着剤１１ｄの厚さを薄く、かつ均一に塗布するのが肝要である。

次に、図２（ｃ）の工程に示すように、固定基板１１ｅ上に形成された未硬化の接着剤１１ｄ表面と、支持基板１１ａ上に配設された位相差フィルム１１ｃ表面とを対向させて貼り合わせる。そして、この接着剤１１ｄを硬化させて、接着剤１１ｄと位相差フィルム１１ｃを確実に接着する。

次に、図２（ｄ）の工程に示すように、位相差板２１ａと固定基板１１ａの界面に積極的に空気を進入させることで、位相差板２１ａと固定基板１１ａとを吸着していた真空状態が破れ、位相差板２１ａと固定基板１１ａとを分離して目的の位相差板２１ａ単体を得ることができる。

ここで、前述した位相差板２１ａを光ヘッド装置に適用した場合に、その位相差板２１ａを含めた各構成部材と、光学系内で果たす役割ついて以下に説明する。

ここで説明をする光ヘッド装置は、ＣＤあるいはＤＶＤ等の光ディスクや、光磁気ディスク等の記録媒体（ディスク）の情報を読み取ったり、書きこんだりするのに用いられる装置である（例えば、特許文献２参照）。図３は、背景技術における光ヘッド装置の構成と、各部材の機能を合わせて説明するための模式図である。

まず、単一波長を発振するレーザー光源１から出射したレーザー光２は、偏光ビームスプリッター３を通過し、コリメートレンズ４で平行光（直線偏光）になり、このレーザー光２のコマ収差や球面収差を含む波面収差を光学的に補正するために配置された液晶光学
素子５を通り、レーザー光２の直線偏光を円偏光に変換する（１／４波長板として機能する）位相差板２１ａを通った後、対物レンズ７によりディスク８に集光され、そのディスク８に焦点を結ぶ。

さらに、ディスク８から反射されたレーザー光は、対物レンズ７を透過し、位相差板２１ａにて往路と直交する直線偏光に変更された後、液晶光学素子５を通過し、コリメートレンズ４を通り、偏光ビームスプリッター３にて光路を変えて集光レンズ９に向かい、光検出器１０にディスク８から反射された復路のレーザー光を集光する。この光検出器１０により検出されたデータを基にディスク８に記録された情報等を読み取ったり、または往路のレーザー光でディスク８面に情報等の書き込みをすることができる。

この様な光ヘッド装置に使用される位相差板２１ａは、上述した様に１／４波長板として機能し、位相差板２１ａから出射される偏光成分は、透過波面収差を極力抑えたものとしなくてはならないとされている。

特開２０００−３１０７１８号公報（第２−５頁、第１図、第３図） 特開平１０−２６９６１１号公報（第４頁、第１図）

前述した従来の位相差板の製造方法における、容易に変形し難い支持基板１１ａと、可撓性の位相差フィルム１１ｃとを密着させて配設する工程（図２（ａ）参照）では、よほど上手く位相差フィルム１１ｃを貼り合せない限り、支持基板１１ａと位相差フィルム１１ｃの間に空気泡１１ｉが入ってしまう。すると、接着剤１１ｄ表面と位相差フィルム１１ｃ表面を対向させて貼り合わせてこの接着剤１１ｄを硬化させる工程（図２（ｃ）参照）において、空気泡１１ｉが位相差フィルム１１ｃ、及び接着剤１１ｄを突き上げて、それぞれの面平坦度を低下させてしまう。この状態のまま、位相差板２１ａと固定基板１１ａとを分離する工程（図２（ｄ）参照）により目的の位相差板２１ａを得たとしても、この位相差板２１ａの表面の面平坦度は悪化したままとなってしまう。

また、従来の位相差板の製造方法における工程である、支持基板１１ａから位相差板２１ａを分離する工程（図２（ｄ）参照）で、例え剥がす力２１ｂが支持基板１１ａと位相差フィルム１１ｃとの界面に働いたとしても、位相差板２１ａと固定基板１１ａ間の界面は、ほぼ真空状態となっているので、密着度が非常に高く、さらに支持基板１１ａおよび固定基板１１ｃとが共に変形し難い基板であるので、容易に支持基板１１ａと位相差板２１ａとを分離することができない。

さらに、従来の製造方法により形成された位相差板２１ａは、表示パネルに用いられる位相差板としては特に問題なく使用できるが、光ヘッド装置などに搭載する光学部品として、この位相差板を用い、この位相差板から出射する透過波面収差の発生を極力抑えたい場合は、上記製造方法による面平坦度が悪いことに起因して（位相差板単体で波面収差が発生してしまうことにより）、ディスク８への書き込みができないという致命的な問題が発生する場合がある。

そこで本発明の目的は、上記課題を解決し、面平坦度に優れた位相差フィルムを有する位相差板を容易にすることができる位相差板の製造方法を提供することである。

本発明の位相差板の製造方法は、上述の課題を解決するために、基本的には以下のような製造方法を採用するものである。

本発明の位相差板の製造方法は、固定基板上に接着剤を介して位相差フィルムを有する位相差板の製造方法において、支持基板の表面に剥離剤層を配設する工程と、剥離剤層の表面に位相差フィルムを配し、その後剥離剤層と位相差フィルムとの界面の脱気処理をして、剥離剤層と位相差フィルムとを真空吸着する工程と、固定基板、または位相差フィルムのいずれかの表面に接着剤を配する工程と、接着剤を介して、固定基板と位相差フィルムとを接着し、支持基板と固定基板との間に、剥離剤層、位相差フィルム、接着剤を挟持した構造体を形成する工程と、この構造体から、剥離剤層付きの支持基板と、固定基板上に接着剤を介して位相差フィルムを固着させた位相差板の２つの片に分離する工程とを有することを特徴とする。

また、本発明の位相差板の製造方法は、剥離剤層を配設する工程が、硬化後に所定の軟性を持ち、かつ未硬化状態で表面を平滑とした剥離剤層を支持基板に形成した後に、この剥離剤層を完全に硬化させる工程であることを特徴とする。

また、本発明の位相差板の製造方法は、剥離剤層と位相差フィルムとを真空吸着させる工程における脱気処理を、真空中で行うことを特徴とする。

また、本発明の位相差板の製造方法は、前述した脱気処理を真空中で加熱して行うことを特徴とする。

また、本発明の位相差板の製造方法は、固定基板が複屈折性を有する基板であること特徴とする。

また、本発明の位相差板の製造方法は、位相差板を２つ用意して位相差フィルムの光軸を所定の角度で貼り合わせて、２枚の位相差フィルムを一体とする工程を更に有することを特徴とする。

また、本発明の位相差板の製造方法は、接着剤がＵＶ硬化型接着剤であることを特徴とする。

上述した位相差板の製造方法において、剥離剤層と位相差フィルムを密着させるに際して、当該剥離剤層表面、及び位相差フィルム表面が良好な面平坦度を持っているため、剥離剤層と位相差フィルムとを確実に真空吸着させることができる。万一この剥離剤層と位相差フィルムの界面に空気泡が入ってしまったとしても、この空気泡を取り除くための脱気処理を行うことで、剥離剤層と位相差フィルムとを確実に真空吸着させ、空気泡の接着剤及び位相差フィルムの突き上げによる位相差板の面平坦度の悪化を防止することができる。よって、この位相差板を通過する際の透過波面収差の発生を極力抑えることができ、この位相差板を光ヘッド装置などの光学部品として使用できるようになる。

したがって、上記理由により、本発明の位相差板の製造方法を採用すれば、面平坦度に優れた位相差板を量産製造する際の歩留まりを大幅に向上させることができるようになる。

また、剥離剤層と位相差フィルムとの界面の密着力が必要以上に強すぎないことと、位相差フィルム１１ｃが可撓性をもつ素材でできていることにより、剥離剤層と位相差フィルムとの界面端より空気を侵入させれば、容易に位相差板をその密着界面より剥がすことができ、また再び両者を密着させることもできる。

更に、上記位相差板の固定基板に位相差機能を有する基板を用いること、または、本発明の位相差板の製造方法によって作製された位相差板を２つ用意し、それぞれの位相差フィルムが向かい合うような形で、接着剤を介して貼り合わせて一体とし、位相差フィルム同士の光軸を所定の角度で貼り合わせることで、容易に広帯域位相差板を作製することができる。

本発明の位相差板の製造方法は、固定基板上に接着剤を介して位相差フィルムを備えた位相差板の製造方法において、支持基板の表面に剥離剤層を配設する工程と、剥離剤層の表面に位相差フィルムを配し、その後剥離剤層と位相差フィルムとの界面の脱気処理をして、剥離剤層と位相差フィルムとを真空吸着する工程と、固定基板、または位相差フィルムの表面に接着剤を配する工程と、接着剤を介して、固定基板と位相差フィルムとを接着し、支持基板と固定基板との間に、剥離剤層、位相差フィルム、接着剤を挟持した構造体を形成する工程と、この構造体から、剥離剤層付きの支持基板と、固定基板上に接着剤を介して位相差フィルムを固着させた位相差板の２つの片に分離する工程とを有するものである。
以下に、本発明の実施の形態を上記に示した工程順に図面に基づいて詳細に説明する。なお、背景技術で使用した同じ部材については、同じ符号を付して説明をする。

図１（ａ）は、硬化後に所定の軟性と平坦度を持つ剥離剤層１１ｂを支持基板１１ａに形成する工程を示している。
先ず、図１（ａ）に示す様に、ガラス等の支持基板１１ａの一方の面全面に、液状のシリコン樹脂（例えばジーイー東芝シリコン社製、製品名：ＴＳＥ３０３３）を、スピンコーターを使用して５０μｍ程度の厚さに塗布する。その後、２００℃に設定したドライオーブンに、この液状のシリコン樹脂が塗布された支持基板１１ａを投入して６０分間加熱し、シリコン樹脂を完全に硬化させ、支持基板１１ａに確実に固着された剥離剤層１１ｂを形成する。

この際、剥離剤層１１ｂの表面は平滑に形成されていることが必要である。この平滑化は、次工程（支持基板１１ａ上に剥離剤層１１ｂを介して位相差フィルム１１ｃを貼り付ける工程）において位相差フィルム１１ｃと剥離剤層１１ｂとを確実に真空吸着させるために必要となる。

図１（ｂ）は、支持基板１１ａ上に剥離剤層１１ｂを介して位相差フィルム１１ｃを貼り付ける工程を示している。
上記のようにして、支持基板１１ａ上に剥離剤層１１ｂを形成したら、次に、図１（ｂ）に示すように、剥離剤層１１ｂを介して、支持基板１１ａ上に位相差フィルム１１ｃを貼り付ける。位相差フィルム１１ｃを支持基板１１ａの端部から徐々に剥離剤層１１ｂに貼っていくと、位相差フィルム１１ｃと剥離剤層１１ｂの界面から空気泡１１ｉが押し出されて、両基板間の界面はほぼ真空に近い状態になる。すると、位相差フィルム１１ｃは剥離剤層１１ｂと密着し、支持基板１１ａに固着される。

なお、位相差フィルム１１ｃを剥離剤層１１ｂに貼り付ける際に、位相差フィルム１１ｃを貼り損ねても、剥離剤層１１ｂと位相差フィルム１１ｃとの界面端部より空気を侵入させれば、容易に位相差フィルム１１ｃをその密着界面より剥がすことができ、この位相差フィルム１１ｃを再び貼り直すことが可能である。ここで、位相差フィルム１１ｃの貼り直しができるのは、位相差フィルム１１ｃが可撓性のフィルムであること、位相差フィルム１１ｃと剥離剤層１１ｂとの密着力が必要以上に強くないこと、そして、位相差フィルム１１ｃと剥離剤層１１ｂとの界面に接着剤などが介在していないことにより行うこと
ができるのである。

図１（ｃ）は、剥離剤層１１ｂと位相差フィルム１１ｃとの界面の脱気処理をして、剥離剤層１１ｂと位相差フィルム１１ｃを真空吸着する工程を示している。
図１（ｂ）に示した段階では、剥離剤層１１ｂを介して、支持基板１１ａ上に貼り付けられた位相差フィルム１１ｃと剥離剤層１１ｂの両基板の界面には、僅かに空気泡１１ｉが残存している。そこで、この残存する空気泡１１ｉを完全に取り除くために、支持基板１１ａごと真空中で脱気処理を行う。すると、基板周辺からこの残存する空気泡１１ｉが抜けて、図１（ｃ）に示す様に、位相差フィルム１１ｃと剥離剤層１１ｂを強固に密着させることができる。
なお、この脱気処理は、真空とするだけでも構わないが、完全に空気泡１１ｉを脱気させるのに時間を要する。そのため、この工程は、真空中で位相差フィルム１１ｃが熱変形しない程度の温度で加熱して行うことが好ましい。

この様に、上述した真空中での脱気処理は、本発明の位相差板の製造方法において必要不可欠な工程であり、更に、真空処理、または真空加熱する温度と時間は位相差フィルム１１ｃの材質により決定すればよい。

図１（ｄ）は、固定基板１１ｅに接着剤１１ｄを塗布する工程を示している。
表面形状が外力によって容易に変形しない平坦度の良好な固定基板１１ｅ上に、スピンコーターや圧力、送り出し速度の制御されたローラーを用いて、紫外線硬化型の接着剤（例えば協立化学産業株式会社製、製品名：８８０７Ｌ）１１ｄを塗布する。この時厚さを薄く、かつ均一に塗布する必要がある。そうでないとこの接着剤を介して固定基板１１ａを位相差フィルム１１ｃに接着した位相差板１１ｆの面平坦度が悪化してしまうからである。

図１（ｅ）は、支持基板１１ａ上に配設された剥離剤層１１ｂを介して固着された位相差フィルム１１ｃの上に接着剤１１ｄを介して固定基板１１ｅを貼り合わせ、接着剤１１ｄを硬化させる工程を示している。
接着剤１１ｄ表面と位相差フィルム１１ｃ表面とを対向させて貼り合わせた後、この接着剤１１ｄを硬化させるために、固定基板１１ｅの接着剤１１ｄと接している面と逆側の基板表面から紫外線を当てて接着剤１１ｄを完全硬化させる。これにより、固定基板１１ｅと接着剤１１ｄと位相差フィルム１１ｃが一体化され、位相差板１１ｆを形成することができる。

なお、接着剤１１ｄには、接着硬化時間短縮による量産時のタクト向上などの点から、上述した様に紫外線硬化型接着剤を使用することが好ましい。

また、前述した図１（ｃ）の工程で、残存する空気泡１１ｉを除去して剥離剤層１１ｂと位相差フィルム１１ｃとを確実に真空吸着させたので、従来の製造方法による位相差板の面平坦度悪化の要因となっていた空気泡１１ｉによる、接着剤１１ｄ及び位相差フィルム１１ｃの突き上げがなくなり、接着剤１１ｄが硬化した後であっても、位相差板１１ｆの面平坦度を優れたものにすることが出来るようになる。

図１（ｆ）は、図１（ｅ）に示した構造体を、剥離剤層１１ｂを境にして支持基板１１ａと位相差板１１ｆとを分離する工程を示している。
上述したように、剥離剤層１１ｂは、硬化後であっても所定の軟性を有しているので、剥離剤層１１ｂと位相差フィルム１１ｃとの界面端部より空気を侵入させれば、容易に剥離剤層１１ｂを有する支持基板１１ａと位相差板１１ｆとを分離することができる。
以上一連の工程により、目的の光学部品として使用することのできる、面平坦度に優れ
た位相差板を容易に製造することができる。

以上に示した方法により製造した面平坦度に優れた位相差板１１ｆを、背景技術で示した光ヘッド装置に搭載する光学部品に用いれば、この位相差板１１ｆから出射する透過波面収差の発生を極力抑えることができ、位相差板単体で波面収差の発生により、ディスク８への書き込みエラーは発生することはなくなる。

背景技術、および実施例１に示した光ヘッド装置は、単波長の光（例えばＣＤに用いる７８５ｎｍの波長の光）に対してディスク８の読み込み、または書き込みをすることができるが、他の波長の光（例えばＤＶＤに用いる波長の６６０ｎｍの光）を用いる場合は、他の波長の光が位相差板から出射した際にも円偏光とするために、他の波長用に設計された位相差板に代えて、この光ヘッド装置を使用しなくてはならない。そこで、この光ヘッド装置に、前述した位相差板１１ｆに代えて広帯域位相差板（単波長の光と他の波長の光に対して共に１／４波長板として機能する位相差板）を用い、さらにレーザー光源１を多波長出射型の光源を用いれば、異なる波長のレーザー光に対してほぼ１／４波長板として機能する多波長対応型の光ヘッド装置とすることができる。

ここで、本発明の位相差板の製造方法を用いた広帯域位相差板の製造方法について以下に示す。
先に説明をした図１（ｂ）（支持基板１１ａ上に剥離剤層１１ｂを介して位相差フィルム１１ｃを貼り付ける工程）において、１／４波長板としての機能を有し、光学軸を有する複屈折性基板(例えば、水晶板など)を固定基板１１ａに使用し、さらに１／２波長板としての機能を有する複屈折性フィルムを位相差フィルム１１ｃに使用する。これとは逆に、１／２波長板としての機能有する固定基板１１ａを用い、１／４波長板としての機能を有する位相差フィルム１１ｃを用いてもよい。この様に、複数に波長に対して１／４波長板として機能させるために、固定基板１１ａと位相差フィルム１１ｃの位相差の比がほぼ２となるような組み合わせる。

そして、固定基板１１ａと位相差フィルム１１ｃのそれぞれの光学軸が、所定の角度（例えば、両部材の光軸を４０〜７０度となる角度）を成すように、剥離剤層１１ｂを介して固定基板１１ａ上に位相差フィルム１１ｃを配設し、その後、実施例１と同様に、図１（ｃ）〜図１（ｆ）の工程を経ることで、上述の位相差板１１ｆ（広帯域位相差板）を得ることができる。

実施例２で示した広帯域位相差板に係る他の構成における製造方法について下記に示す。本実施例は、実施例１で示した製造方法（図１（ａ）〜図１（ｆ）の工程）で得られた位相差板１１ｆで、１／４波長板としての機能する波長板を１枚、また同様に、１／２波長板として機能する波長板を１枚用意する。

そして、それぞれの位相差板１１ｆの光学軸が所定の角度（例えば、両部材の光軸を４０〜７０度となる角度）を成し、また位相差フィルム１１ｃ面が向かい合うように、接着剤１１ｄを介して位相差フィルム１１ｃの表面同士を接着し、一体化する工程を更に行うことで、上述の広帯域位相差板を得ることができる。

本発明の位相差板の製造方法を示す工程断面図である。 図１（ａ）の続きの工程断面図である。 図１（ｂ）の続きの工程断面図である。 図１（ｃ）の続きの工程断面図である。 図１（ｄ）の続きの工程断面図である。 図１（ｅ）の続きの工程断面図である。 従来の位相差板の製造方法を示す工程断面図である。 図２（ａ）の続きの工程断面図である。 図２（ｂ）の続きの工程断面図である。 図２（ｃ）の続きの工程断面図である。 従来の光ヘッド装置の構成を示す模式図である。

符号の説明

１ レーザー光源
２ レーザー光
３ 偏光ビームスプリッタ-
４ コリメートレンズ
５ 液晶光学素子
７ 対物レンズ
８ ディスク
９ 集光レンズ
１０ 光検出器
１１ａ 支持基板
１１ｂ 剥離剤層
１１ｃ 位相差フィルム
１１ｄ 接着剤
１１ｅ 固定基板
１１ｆ 位相差板
１１ｉ 空気泡
２１ｂ 剥がず力

Claims (7)

1. 固定基板上に接着剤を介して位相差フィルムを有する位相差板の製造方法において、
   支持基板の表面に剥離剤層を配設する工程と、
   前記剥離剤層の表面に位相差フィルムを配し、その後前記剥離剤層と前記位相差フィルムとの界面の脱気処理をして、前記剥離剤層と前記位相差フィルムとを真空吸着する工程と、
   前記固定基板または前記位相差フィルムのいずれかの表面に接着剤を配する工程と、
   前記接着剤を介して、前記固定基板と前記位相差フィルムとを接着し、前記支持基板と前記固定基板との間に、前記剥離剤層、前記位相差フィルム、前記接着剤を挟持した構造体を形成する工程と、
   前記構造体から、前記剥離剤層付きの前記支持基板と、前記固定基板上に前記接着剤を介して位相差フィルムを固着させた位相差板の２つの片に分離する工程と、
   を有することを特徴とする位相差板の製造方法。
2. 前記剥離剤層を配設する工程は、硬化後に所定の軟性を持ち、かつ未硬化状態で表面を平滑とした剥離剤層を前記支持基板に形成した後に、この剥離剤層を完全に硬化させる工程であることを特徴とする請求項１に記載の位相差板の製造方法。
3. 前記剥離剤層と前記位相差フィルムとを真空吸着させる工程における前記脱気処理を、真空中で行うことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
4. 前記脱気処理を、真空中で加熱して行うことを特徴とする請求項３に記載の位相差板の製造方法。
5. 前記固定基板は、複屈折性を有する基板であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
6. 前記位相差板を２つ用意し、前記位相差フィルムの光軸を所定の角度で貼り合わせて、２枚の位相差フィルムを一体とする工程を更に有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。
7. 前記接着剤がＵＶ硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の位相差板の製造方法。

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