JP4116317B2 - 偏光分離素子およびその作製方法、接着装置及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、偏光分離素子およびその作製方法、接着装置及び光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク用の光ピックアップ装置では、光源からの入射光束と「光ディスクにより反射され光ディスクの情報を帯びた戻り光束」とを分離して、戻り光束を効率良く光検出手段に導くために偏光分離素子が用いられている。偏光分離素子として「プリズムを接着したビームスプリッタ」が、λ／４波長板とともに用いられているが、光ピックアップ装置の小型化・低コスト化の要請に答えるため、薄型化の可能な「複屈折回折格子型の偏光分離素子」の使用が意図されている。
【０００３】
特開２０００−７５１３号公報は、この種の偏光分離素子として、透明基板上に「入射光の異なる振動面に対し屈折率が異なる有機複屈折膜」を接着し、この有機複屈折膜の表面に周期的な凹凸による回折格子を形成したものを開示している。有機複屈折膜としては「延伸した有機高分子膜」が用いられている。
【０００４】
この偏光分離素子では、接着剤を用いて有機複屈折膜を透明基板に接着しているが、回折格子を透過する光束に対して光路長を一定にするためには、接着剤層の厚さを均一にして有機複屈折膜の表面を平坦化する必要があり、接着の際に、接着される有機複屈折膜に「うねり」や「波打ち」が生じないようにしなければならない。さらに、接着剤層に気泡が入ると、入射・射出光束が気泡により散乱されて回折効率が低下するため、気泡を巻き込まない接着法が必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、有機複屈折膜を用いる偏光分離素子の製造過程において、有機複屈折膜を透明基板に接着する際、接着剤層の層厚を均一化し、接着剤層に気泡を巻き込むことなく有機複屈折膜の表面を良好に平坦化できる「偏光分離素子の作製方法」、この方法を実現するための「接着装置」、上記方法により作製され、有機複屈折膜の表面が平坦な「偏光分離素子」、さらにこの偏光分離素子を用いた「光ピックアップ装置」の実現を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の偏光分離素子の作製方法は「透明基板上に、入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する接着工程と、有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、このマスクパターンを用いて有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸による回折格子を多数個形成する工程と」を有する、偏光分離素子の作製方法であって以下の点を特徴とする。
【０００７】
即ち、請求項１記載の作製方法は、接着工程が「透明基板に第１の回転を与えて透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載置し、透明基板に第２の回転を与えて有機複屈折膜表面を平坦化した後、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する工程」からなることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の作製方法は、接着工程が「透明基板に第１の回転を与えて透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載置し、透明基板に第２の回転を与えて有機複屈折膜表面を平坦化しつつ、第２の回転中に紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する工程」からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の作製方法は、接着工程が「スプレー法により透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載置し、透明基板に第３の回転を与えて有機複屈折膜表面を平坦化した後、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する工程」からなることを特徴とする。上記「第３の回転」は、前述の「第１、第２の回転」と区別するためにこのように命名されている。
【００１０】
請求項４記載の作製方法は、接着工程が「スプレー法により透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載置し、透明基板に第３の回転を与えて有機複屈折膜表面を平坦化しつつ、第３の回転中に紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する工程」からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の作製方法は、接着工程が「ロールコーターにより透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載置し、透明基板に第４の回転を与えて有機複屈折膜表面を平坦化した後、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する工程」からなることを特徴とする。上記「第４の回転」は、前述の「第１、第２、第３の回転」と区別するためにこのように命名されている。
【００１２】
請求項６記載の作製方法は、接着工程が「ロールコーターにより透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載置し、透明基板に第４の回転を与えて有機複屈折膜表面を平坦化しつつ、第４の回転中に紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する工程」からなることを特徴とする。
【００１３】
上述の如く、この発明においては、有機複屈折膜は、透明基板上に紫外線硬化型接着剤により接着されるが、紫外線硬化型接着剤の層を透明基板上に塗布形成する方法としては、回転による塗布、スプレーによる塗布、ロールコーターによる塗布が可能である。これらの方法により形成された紫外線硬化型接着剤の層上に載置される有機複屈折膜は、直径：１００ｍｍの円形状で厚さ：５０μｍ以上である。有機複屈折膜は、膜中心と回転中心を合わせて、紫外線硬化型接着剤の層上に載置される。
透明基板に与えられる回転（上記第２、第３、第４の回転）は１０００〜３０００ｒｐｍの回転速度を有し、この回転による遠心力の作用を受けて「波打ち」や「うねり」が矯正される。
【００１４】
この「回転」が開始される際、紫外線硬化型接着剤は未だ固化していない流動状態にあるので、やはり遠心力の作用を受けて層厚を均一化される。
【００１５】
紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射する時期は、上記の如く、第２、第３、第４の回転が行われた後でもよいし、第２、第３、第４の回転の最中において行っても良い。紫外線の照射は、通常、有機複屈折膜を介して行われる。
【００１６】
上記請求項１〜６の任意の１に記載の偏光分離素子の作製方法で、紫外線硬化型接着剤の、塗布後の層厚：Ｔｃ、紫外線照射による硬化後の紫外線硬化型接着剤の層厚：Ｔａｄは、Ｔｃ＞Ｔａｄとなることができる（請求項７）。
【００１７】
請求項１〜７の任意の１に記載の偏光分離素子の作製方法は上記の如く「有機複屈折膜の膜厚を５０μｍ以上」として行われる。
【００１８】
請求項１〜７の任意の１に記載の偏光分離素子の作製方法は「透明基板に接着する面と反対側の面に粘着剤を介して保護膜を設けた有機複屈折膜」を、紫外線硬化型接着剤の層上に載置し、紫外線照射による紫外線硬化型接着剤の硬化後に、有機複屈折膜から保護膜を剥離するようにできる（請求項８）。
【００１９】
この発明の偏光分離素子は、上記請求項１〜８の任意の１に記載の作製方法により作製されたものである（請求項９）。この発明の光ピックアップ装置は、請求項９記載の偏光分離素子を用いたものである（請求項１０）。
【００２０】
この発明の接着装置は、上記請求項１〜８の任意の１に記載の作製方法において、接着工程を実施するための装置であって、スピンテーブルと、回転機構と、塗布機構と、載置機構と、紫外線照射機構とを有する（請求項１１）。
【００２１】
「スピンテーブル」は、透明基板を保持するためのものである。
「回転機構」は、スピンテーブルを回転させる機構である。
「塗布機構」は、スピンテーブルに保持された透明基板に紫外線硬化型接着剤を塗布する機構である。
【００２２】
「載置機構」は、透明基板上に塗布された紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜を載置する機構である。
「紫外線照射機構」は、透明基板上に層状に形成された紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射する機構である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に「偏光分離素子の作製方法」の実施の形態を、具体的な実施例に即して説明する。
【００２４】
【実施例】
実施例１
図１において、符号１０はスピンテーブルを示している。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、スピンテーブル１０の上に透明基板１を載置する。透明基板１はショット製光学ガラス「ＢＫ７」によるもので、直径：１００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍの円板形状であり、真空吸着でスピンテーブル１０に固定的に保持される。
【００２６】
透明基板１のセット後、スピンテーブル１０を１０〜５０ｒｐｍで回転させつつ、ディスペンサー１２を用いて、屈折率：１．５２、粘度：５００ｃｐのアクリル系の紫外線硬化型接着剤３を３〜１０ｇ、透明基板１の中央部に滴下し、次いでスピンテーブル１０を１５０〜５００ｒｐｍで回転（第１の回転）させ、透明基板１の全面に紫外線硬化型接着剤３を広げた後、スピンテーブル１０の回転を停止する。
【００２７】
この状態で、図１（ｂ）に示すように透明基板１上に紫外線硬化型接着剤３の層が形成される。
【００２８】
続いて、図１（ｃ）に示すように、直径：１００ｍｍ、厚さ：１００μｍの有機複屈折膜５を、その中心をスピンテーブル１０の回転中心にほぼ合せながら、図示されない載置装置を用いて、紫外線硬化型接着剤３の層上に載置したのち、スピンテーブル１０を１０００〜３０００ｒｐｍで回転（第２の回転）させ、剰余の紫外線硬化型接着剤を振り切り、接着剤層の厚さを透明基板１の基板面上で均一化するとともに、有機複屈折膜５の表面を平坦化する（図１（ｄ））。
【００２９】
その後、スピンテーブル１０の回転を停止し、図１（ｅ）に示すように、有機複屈折膜５の側から図示されない「高圧水銀灯」を用いて紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化型接着剤３を硬化させる。
【００３０】
このようにして有機複屈折膜５が接着された透明基板１（以下、単に「基板」と言う）をスピンテーブル１０から外し、有機複屈折膜５上にポジレジストを厚さ：１．１μｍに塗布し、９０℃の温度で３０分のプリベークを行ったのち、基板を「縮小投影露光装置（ＮＡ＝０．４５、σ＝０．６、波長：ｉ線）」にセットし、「１０００周期分の１．５μｍラインアンドスペースパターン」のレチクルを用いて露光し、現像液ＮＭＤ−３を用いて現像を行い、１００℃の温度で３０分のポストベークを行い周期的なレジストパターンを完成させる。
【００３１】
上記レジストパターン上にスパッタ法でＡｌを蒸着し、アセトンを用いてレジストを溶解してＡｌのリフトオフを行い、レジストパターンを反転させたＡｌパターンを完成させ、次いで、ＥＣＲエッチング装置を用い、酸素ガスを主成分とするエッチングガス雰囲気中で、上記Ａｌパターンを金属マスクとして有機複屈折膜を深さ４μｍエッチングし、リン酸系のＡｌエッチング液を用いてＡｌパターンを除去し、１０００周期分の凹凸による回折格子を完成させる。
【００３２】
図１（ｆ）は、回折格子を形成した状態を説明図的に示している。
付言すると、図１（ｆ）において、有機複屈折膜５の上面に形成されている凹凸における「個々の凸部」に上記「１０００周期分の凹凸による回折格子」が形成されている。即ち、回折格子は、有機複屈折膜５の上面に、同じものが数１００個形成される。
【００３３】
このように回折格子を形成された基板を、平面加工した直径：２００ｍｍ、厚み：５０ｍｍのステンレス台上に載置し、回折格子面に「光学的に等方的なアクリル系の紫外線硬化型接着剤（以下「等方性接着剤」と言う）」をマイクロシリンジで１．０ｍｌ滴下し、両面を光学研磨した直径：１００ｍｍ、厚み：１ｍｍの円板状の対向透明基板（材質：ショット製光学ガラスＢＫ７）の片面に「粘着剤が塗布されたλ／４波長板」を貼付け、λ／４波長板を貼り付けた面を等方性接着剤側にして等方性接着剤上に載置する。
【００３４】
対向透明基板上に「光学研磨した光学ガラス」を載せて対向透明基板に１００ｇｆ／ｃｍ^２の圧力を加え、等方性接着剤を被接着面全面に広げる。なお、対向透明基板の被接着面と対向する面には入射光の反射が最小となるよう反射防止膜を形成している。この状態で対向透明基板を通して紫外線を照射して等方性接着剤を硬化させる。
【００３５】
図１（ｇ）は、等方性接着剤を硬化させた状態を示している。符号６は「等方性接着剤」、符号７は「λ／４波長板」、符号８は「粘着剤」、符号９は「対向透明基板」を示している。反射防止膜は図示を省略されている。この状態を「中間完成体」と呼び、符号１Ａで示す。
【００３６】
次いで、図１（ｈ）に示すように、中間完成体１Ａに含まれている数１００個の回折格子を、ダイシングソー１５を用いて「５ｍｍ角（各々が、１個の回折格子を有する）」に切りだし、偏光分離素子１００（複数個）を完成させる。
【００３７】
この作製方法によると、第１の回転により透明基板全面に紫外線硬化型接着剤が塗布されるため、透明基板上に「接着剤が無い領域」が生じない。そのため、接着剤を塗布した透明基板に有機複屈折膜を載置すると、有機複屈折膜は全面に渡って接着剤層を介して透明基板表面と接するので、紫外線照射によって全面接着が可能となる。
【００３８】
なお上記例では、透明基板１をスピンテーブル１０に固定後、スピンテーブル１０を回転させながら透明基板１の中央部にアクリル系の紫外線硬化型接着剤を滴下して接着剤を塗布したが、接着剤の塗付方法は上記方法に限定されるものでは無く、透明基板１をスピンテーブル１０に固定し、スピンテーブル１０を停止したまま透明基板１の中央部に接着剤を滴下し、その後、スピンテーブル１０を回転させて透明基板全面に接着剤を広げても良い。
【００３９】
また、上記例では紫外線硬化型接着剤３を室温で塗布したが、紫外線硬化型接着剤３の粘度が高く、有機複屈折膜５を載せたときに紫外線硬化型接着剤３の流動性が乏しく、気泡を巻き込みやすい場合は、紫外線硬化型接着剤３が塗布された透明基板１をオーブンや赤外線ランプ等で加熱し、紫外線硬化型接着剤の粘度を低下させた後に有機複屈折膜５を載置するか、あるいは、紫外線硬化型接着剤３をオーブン等で予め加熱し、紫外線硬化型接着剤３の粘度を低下させた後に第１の回転によって透明基板１に塗布し、その後に有機複屈折膜５を載置するのが良い。
【００４０】
上記実施例１の作製プロセスの接着工程（透明基板に接着剤層を塗布形成し、形成された接着剤層上に有機複屈折膜を載置し、第２の回転後、紫外線照射により接着剤層を固化させる）において、第１の回転の回転数を３００〜５００ｒｐｍの３水準に変化させ、第２の回転の回転数を１０００〜３０００ｒｐｍの４水準に変化させ、他の条件は同一として６種の基板体（直径：１００ｍｍ、厚さ：１ｍの円板状の透明基板上に、紫外線硬化型接着剤の塗布層を介して、直径：１００ｍｍ、厚さ：１００μｍの円形状の有機複屈折膜を接着したもの）Ａ〜Ｆを作製した。
【００４１】
これら基板体Ａ〜Ｆに対し、有機複屈折膜表面の平坦度を触針式の表面粗さ計で測定した。「平坦度」は、完成品である個々の偏光分離素子の最大長（上記例では５ｍｍに相当）の範囲における有機複屈折膜表面の「うねりや波打ちを含めた最大表面粗さ」であり、基板体Ａ〜Ｆの任意の５点を測定長：５ｍｍで「うねりや波打ちを含めた最大表面粗さ」を測定し、その最大値を平坦度とした。
【００４２】
その後、ダイシングソーを用いて基板体Ａ〜Ｆを直径方向で切断し、切断面を倍率：２００倍の金属顕微鏡で観察し、硬化後における紫外線硬化型接着剤の接着剤層の層厚：Ｔａｄを測定した。
【００４３】
一方において、第１の回転の条件（３００〜５００ｒｐｍの３水準）で透明基板に紫外線硬化型接着剤を塗布し、有機複屈折膜を載せない状態で高圧水銀灯を用いて紫外線を照射して硬化させ、ダイシングソーを用いて基板直径方向で切断し、切断面を倍率：２００倍の金属顕微鏡で観察して、紫外線硬化型接着剤の層厚：Ｔを求めた。紫外線硬化型接着剤の硬化時の体積収縮は一般的に数％程度であることから、上記方法で求めた層厚：Ｔは第１の回転後の層厚：Ｔｃと数％程度の差で一致すると考えられるため、上記層厚：Ｔを「紫外線硬化型接着剤の塗布後の層厚：Ｔｃ」と見なした。
【００４４】
基板体Ａ〜Ｆの個々におけるＴｃ、Ｔａｄ、平坦度（何れも、単位は「μｍ」である）は以下の如くである。

回折格子の形成された領域内で「透過光に対する光路長」を一定にするために、有機複屈折膜の表面の平坦度を「概ね１μｍ以下」にすると良いことが実験結果から判っている。
【００４５】
基板体Ａ〜Ｆの平坦度を見ると、全条件において、面内５点全てにおいて平坦度は１μｍ以下となっており、有機複屈折膜の全表面に渡って良好な平坦性が得られていることが判る。また、中間完成体Ａ〜Ｆの全てでＴｃ＞Ｔａｄである。
【００４６】
上記基板体Ａ〜Ｆを用い、実施例１における「接着工程以後の工程」を実行して、５ｍｍ角の偏光分離素子を作製し、市販の波面収差測定装置：ザイゴ・マーク４を用いて波面収差を測定した結果、全チップとも０．０２λｒｍｓ（ルートミーンスクエア値）以下となっており、偏光分離素子によって回折する光の波面の乱れが小さいことが確認された。これは有機複屈折膜の平坦度が１μｍ以下と良好であるためと考えられる。
【００４７】
以上のように、実施例１の作製方法では、第２の回転によって有機複屈折膜や「透明基板に塗布された紫外線硬化型接着剤」に遠心力を作用させることにより、透明基板上の紫外線硬化型接着剤の層上に有機複屈折膜を載置したときに発生する「有機複屈折膜表面のうねりや波打ち等の凹凸」を改善しつつ、接着剤を振り切ることができ、紫外線硬化型接着剤の塗布後の層厚：Ｔｃ、硬化後の層厚：Ｔａｄの関係がＴｃ＞Ｔａｄとなる。
【００４８】
なお、透明基板をスピンテーブル１０に真空吸着して、アクリル系の紫外線硬化型接着剤を滴下し、スピンテーブル１０を回転（第１の回転）させて接着剤を透明基板全面に均一に塗布した後に、光学式の膜厚計を用いて紫外線硬化型接着剤の塗布後の膜厚：Ｔｃを直接求めても良い。
【００４９】
実施例１の作製方法において、直径：１００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる円板形状の透明基板を、スピンテーブルに真空吸着で固定してアクリル系の紫外線硬化型接着剤を滴下し、スピンテーブルを回転（第１の回転）させて接着剤を透明基板全面に均一に塗布した。
【００５０】
この状態において、接着剤層上に載置する有機複屈折膜として、直径：１００ｍｍの円形状で、膜厚がそれぞれ、６μｍ、２０μｍ、５０μｍ、８０μｍ、１００μｍ、１５０μｍのものを用意し、それぞれを、その中心がスピンテーブルの回転中心にほぼ一致するようにして、紫外線硬化型接着剤の層上に載置装置を用いて載置し、スピンテーブルを再び回転（第２の回転）させて、紫外線硬化型接着剤を振り切り、有機複屈折膜表面を平坦化した。
【００５１】
その後、スピンテーブルの回転を停止し、メタルハライドランプを用いて紫外線を照射し、紫外線硬化型接着剤を硬化させて、前記「基板体」と同様のサンプルを６種作製した。
【００５２】
第１の回転の回転数は４００ｒｐｍ、第２の回転の回転数は１０００ｒｐｍである。これら６種のサンプルにおける有機複屈折膜表面の平坦度を上記と同様にして測定した。結果は、以下の如くである。

この結果から、有機複屈折膜の膜厚が５０μｍ以上の場合に、有機複屈折膜表面の「良好な平坦性」を確保できることがわかる。有機複屈折膜の膜厚が２０μｍ以下になると、有機複屈折膜の「腰の強さ」がきわめて弱くなり、また軽量のために作用する遠心力も小さくなり、第２の回転による遠心力でも表面の平坦化が不十分であると考えられる。
【００５３】
上記サンプル３〜６に対し、実施例１の「接着工程後の各工程」を実行して、多数の偏光分離素子を得た。有機複屈折膜の膜厚が５０μｍ以上あり、第２の回転によって有機複屈折膜表面が良好な平坦性を持つため、紫外線を照射することによって、良好な平坦性を保った状態で有機複屈折膜を透明基板に接着することができ、有機複屈折膜上に回折格子を形成し、対向透明基板を接着し、切断して多数の偏光分離素子を得るのに高い製造歩留を達成できた。
【００５４】
実施例２
図２を参照して実施例２を説明する。繁雑を避けるため、混同の虞がないと思われるものについては、全図面を通じて同一の符号を付することとする。
【００５５】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、実施例１におけると同様の直径：１００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる円板形状の透明基板１をスピンテーブル１０に真空吸着して固定し、ディスペンサー１２により、屈折率：１．５２、粘度：５００ｃｐのアクリル系の紫外線硬化型接着剤（実施例１で用いたものと同じもの）３を滴下し、スピンテーブル１０を回転（第１の回転）させて接着剤３を透明基板全面に均一に塗布する。
【００５６】
次いでスピンテーブル１０の回転を停止し、図２（ｃ）、（ｄ）に示す如く、片面に粘着剤２を介して有機高分子による保護膜４を設けられた有機複屈折膜（直径：１００ｍｍ、厚さ：１００μｍ、円形状）５を、その中心をスピンテーブル１０の回転中心に略合致させるようにして、紫外線硬化型接着剤３の層上に、図示されない載置装置を用いて載置し、スピンテーブル１０を再回転（第２の回転）させ、剰余の紫外線硬化型接着剤を振り切って保護膜表面を平坦化する。
【００５７】
スピンテーブル１０の回転を停止後、保護膜４上から高圧水銀灯を用いて紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化型接着剤３を硬化させる（図２（ｅ））。紫外線は保護膜４での吸収を考慮して実施例１のエネルギー値の１．２倍を照射する。
【００５８】
紫外線硬化型接着剤３の硬化後、ピンセット等で、有機複屈折膜５から保護膜４を剥離する（図２（ｆ））。その後、基板１をスピンテーブル１０から外し、実施例１と同様のリソグラフィー／エッチングのプロセスにより回折格子を形成後、図２（ｇ）に示す如く、光学的に等方的なアクリル系の紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）６を用い、粘着剤８によってλ／４波長板７を貼付けられた直径：１００ｍｍ、厚み：１ｍｍの円板形状の対向透明基板（材質：ショット製光学ガラスＢＫ７）９を接着して中間完成体１Ａとする。対向透明基板９の自由表面（空気と接する面）には入射光の反射が最小となるように「反射防止膜（図示されず）」を形成する。
【００５９】
図２（ｈ）に示すように、中間完成体１Ａをダイシングソー１５で５ｍｍ角に切断し、複数の偏光分離素子１００を得る。
【００６０】
この作製方法によると、透明基板１と有機複屈折膜５の貼合せを行う「接着工程」を、有機複屈折膜５の回折格子形成面を保護膜４で被覆した状態で行うことができ、接着工程の際に「回折格子を形成する面」に異物が付着したり、傷がついたりすることがない。特に、スピンテーブル１０を回転させて剰余の紫外線硬化型接着剤を振り切る際、振り切られた接着剤のミストが「回折格子を形成する面」に付着しない（接着剤のミストは保護膜に付き、紫外線照射後保護膜を剥離するので、有機複屈折膜表面には残らない）ので、異物の非常に少ない有機複屈折膜表面を実現でき、リソグラフィー工程において異物やキズによって発生するパターン欠陥を低減でき、偏光分離素子の製造歩留を向上できる。
【００６１】
実施例２の作製方法において、直径：１００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる円板形状の透明基板をスピンテーブルに真空吸着して固定し、アクリル系の紫外線硬化型接着剤を滴下し、スピンテーブルを回転（第１の回転）させて接着剤を透明基板全面に均一に塗布した。
【００６２】
この状態において、接着剤層上に載置する有機複屈折膜として、片面に粘着剤を介して「有機高分子からなる保護膜」が設けられた有機複屈折膜（直径：１００ｍｍ 円形状）として、膜厚がそれぞれ、６μｍ、２０μｍ、５０μｍ、８０μｍ、１００μｍ、１５０μｍのものを用意し（粘着剤の膜厚は９〜１４μｍ、保護膜の膜厚は２０μｍであり、このため有機複屈折膜・粘着剤・保護膜の膜厚の和である総膜厚は３５〜１８０μｍとなった。）、それぞれをその中心がスピンテーブル１０の回転中心にほぼ一致するようにして、紫外線硬化型接着剤の層上に載置装置を用いて載置し、スピンテーブルを再回転（第２の回転）させて剰余の紫外線硬化型接着剤を振り切り、有機複屈折膜表面を平坦化した。
【００６３】
その後、スピンテーブル１０の回転を停止し、保護膜上から高圧水銀灯を用いて紫外線を照射し、紫外線硬化型接着剤を硬化させた。紫外線の強度は実施例２と同じである。次いで、ピンセットを用いて、有機複屈折膜から保護膜を剥離して各々サンプル１〜６とした。
【００６４】
第１の回転の回転数は４００ｒｐｍ、第２の回転の回転数は１０００ｒｐｍである。これら６種のサンプルにおける有機複屈折膜表面の平坦度を上記と同様にして測定した。結果は、以下の如くである（単位は何れも「μｍ」である）。

この結果から、有機複屈折膜と粘着剤と保護膜の総膜厚が５０μｍ以上である場合に、有機複屈折膜表面の良好な平坦性を確保できることがわかる。有機複屈折膜、粘着剤、保護膜の総膜厚が３５μｍの場合は、保護膜・粘着剤・有機複屈折膜の全体の「腰の強さ」が十分に強くならないため、第２の回転の遠心力でも保護膜表面を十分に平坦化できず、有機複屈折膜表面の平坦性も低下したものと考えられる。
【００６５】
上記サンプル２〜６（有機複屈折膜の膜厚：２０〜１５０μｍ）に対し、実施例２の「接着工程後の各工程」を実行して、多数の偏光分離素子を得た。有機複屈折膜と粘着剤と保護膜の総膜厚が５０μｍ以上あり、第２の回転によって有機複屈折膜表面が良好な平坦性を持つため、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化し、有機複屈折膜から保護膜を剥離することによって、良好な平坦性を保った状態で有機複屈折膜を透明基板に接着することができ、有機複屈折膜上に回折格子を形成し、対向透明基板を接着し、切断して多数の偏光分離素子を得るのに高い製造歩留を達成できた。
【００６６】
また実施例２の作製方法によれば、実施例１の方法では平坦性を確保することが困難であった「より薄い有機複屈折膜」でも、良好な平坦性を保ちながら透明基板に接着することができることから、より広い膜厚範囲の有機複屈折膜を利用できる。
【００６７】
なお、上記例では、主に有機複屈折膜の膜厚をパラメータとして総膜厚を制御したが、粘着剤ないし保護膜の膜厚を変えて総膜厚を５０μｍ以上としても同様な効果を期待でき、有機複屈折膜、粘着剤、保護膜の膜厚を同時に変えて総膜厚を５０μｍ以上としても良い。
【００６８】
実施例３
図３を参照して、実施例３を説明する。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、直径：１００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる円板形状の透明基板１をスピンテーブル１０に載置し、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定し、スピンテーブル１０を１０〜５０ｒｐｍで回転させながら、ディスペンサー１２を用いて屈折率：１．５８、粘度：６００ｃｐのエポキシ系の紫外線硬化型接着剤３を、透明基板１の中央部に３〜１１ｇ滴下する。滴化後、スピンテーブル１０を１５０〜５００ｒｐｍで回転（第１の回転）させ、透明基板１の全面に紫外線硬化型接着剤を広げたのち、スピンテーブル１０の回転を停止する。
【００６９】
次いで、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、図示されない載置装置を用いて、直径：１００ｍｍ、厚さ：８０μｍで円形状の有機複屈折膜５を、その中心がスピンテーブル１０の回転中心に略合致するようにして、紫外線硬化型接着剤３の層上に載置し、スピンテーブル１０を１０００〜３０００ｒｐｍで６０秒間回転（第２の回転）させ、有機複屈折膜５の表面を概ね平坦化した後に、第２の回転を継続しつつ、図示されないメタルハライドランプを用いて紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化型接着剤３を硬化させる。
【００７０】
紫外線の強度を実施例１の場合の１／１０〜１／４と小さくして、紫外線照射中も紫外線硬化型接着剤３の振り切りが続くようにし、紫外線硬化型接着剤３が完全硬化するまで、有機複屈折膜５の表面の平坦化を進行させる。
【００７１】
接着剤３の硬化完了後、スピンテーブル１０の回転を停止し、有機複屈折膜５を接着した透明基板１（以下単に「基板」という）をスピンテーブル１０から外し、有機複屈折膜５上にポジレジストを１．５μｍの厚さに塗布し、８０℃の温度で３０分プリベークする。プリベーク後、基板を縮小投影露光装置（ＮＡ＝０．５４、σ＝０．６、波長；ｉ線）に装着し、「１０００周期分の１．０μｍのラインアンドスペースパターン」のレチクルを用いて露光し、現像液ＮＭＤ−３を用いて現像を行い、１００℃の温度で３０分ポストベークを行って、周期的なレジストパターンを完成させる。
【００７２】
前記レジストパターンを１１０℃の雰囲気で１，１，３，３−テトラメチルヘキサジシラザン蒸気にさらし、レジスト表面に１，１，３，３−テトラメチルヘキサジシラザンをドープし、その後「ＥＣＲエッチング装置」を用いて酸素ガスを主成分とするエッチングガス雰囲気中で、レジストパターンをマスクとして有機複屈折膜を深さ４μｍエッチングし、剥離液を用いてレジストパターンを除去して「１０００周期分の凹凸による回折格子」を多数形成する。
【００７３】
図３（ｅ）は、多数の回折格子（個々の回折格子は、図の上側面の「凹凸の各凸部」に形成されている）を形成された基板を示している。
【００７４】
平面加工した直径：２００ｍｍ、厚み：５０ｍｍのステンレス台上に、回折格子を形成した基板を置き、回折格子面に「光学的に等方的なエポキシ系の紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）」をマイクロシリンジで１．０ｍｌ滴下し、その上に「両面を光学研磨した直径：１００ｍｍ、厚み：１ｍｍの円板形状の対向透明基板（材質；ショット製光学ガラスＢＫ７）」を載置し、更に対向透明基板上に光学研磨した光学ガラスを乗せて１００ｇｆ／ｃｍ^２の圧力を加え、等方性接着剤を被接着面全面に広げる。
【００７５】
対向透明基板の被接着面と対向する面には、入射光の反射が最小となるよう反射防止膜（図示せず）を形成する。この状態で対向透明基板を通して紫外線を照射し、等方性接着剤を硬化する。このようにして、図３（ｆ）に示す中間完成体１Ｂが得られる。
【００７６】
最後に、図３（ｇ）に示すように、ダイシングソー１５を用いて中間完成体１Ｂを５ｍｍ角に切りだし、複数の偏光分離素子１０１を完成させる。
【００７７】
実施例３の作製方法によると、第１の回転により透明基板全面に紫外線硬化型接着剤が塗布されるため、透明基板上では接着剤が無い領域が発生せず、接着剤３が塗布された透明基板１に有機複屈折膜５を載置すると、有機複屈折膜５は全面に渡って接着剤３を介して透明基板１の表面と接するので、紫外線照射による全面接着が可能となる。
【００７８】
また第２の回転によって、有機複屈折膜５や、透明基板１に塗布された紫外線硬化型接着剤３に遠心力をかけることにより、有機複屈折膜１の表面のうねりや波打ち等の凹凸を改善しつつ接着剤を振り切ることができる。更に第２の回転中に紫外線を照射するので、有機複屈折膜表面のうねりや波打ち等の凹凸を改善した状態で接着剤が硬化され、良好な平面性を持つ有機複屈折膜の接着が可能となる。
【００７９】
実施例３では、透明基板１をスピンテーブル１０に固定した後、スピンテーブル１０を回転させながら、透明基板１の中央部にエポキシ系の接着剤３を滴下して接着剤３を塗布したが、接着剤３の塗付方法はこの方法に限定されるものではなく、透明基板１をスピンテーブル１０に固定後、スピンテーブル１０を停止したまま透明基板中央部に接着剤を滴下し、その後、スピンテーブル１０を回転させて透明基板全面に接着剤を広げても良い。
【００８０】
実施例４
図４を参照して、実施例４を説明する。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、直径：１００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる円板形状の透明基板１をスピンテーブル１０に載置し、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定した状態で、スプレー１３を用いて屈折率：１．５８、粘度：６００ｃｐのエポキシ系の紫外線硬化型接着剤（実施例３で用いたものと同じもの）３を、透明基板１の全面に均一に塗布する。紫外線硬化型接着剤３の塗布厚は４０〜８０μｍ程度が良い。
図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、紫外線硬化型接着剤３上に、直径：１００ｍｍ、厚さ：８０μｍの円形状の有機複屈折膜５を、図示されない載置装置を用いて、膜中心がスピンテーブル１０の回転中心に略合致するように載置し、スピンテーブル１０を１０００〜３０００ｒｐｍで回転（第３の回転）させて剰余の接着剤を振り切り、接着剤層の厚さを基板面上で均一化して有機複屈折膜５の表面を平坦化する。
【００８１】
スピンテーブル１０の回転を停止して、図４（ｅ）に示すように、有機複屈折膜５の側から、高圧水銀灯を用いて紫外線を照射し、紫外線硬化型接着剤３を硬化させる。
【００８２】
以下、前述の実施例３の場合と同様にして、リソグラフィー／エッチングによって有機複屈折膜表面に回折格子を形成し、図４（ｆ）に示すように、光学的に等方的なエポキシ系の紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）６を用いて、直径：１００ｍｍ、厚み：１ｍｍの円板形状の対向透明基板（材質；ショット製光学ガラスＢＫ７）９を接着する。対向透明基板９の被接着面と対向する面には入射光の反射が最小となるよう反射防止膜を形成する。
【００８３】
このようにして得られる中間完成体１Ｂを、図４（ｇ）に示す如くダイシングソー１５を用いて５ｍｍ角に切断し、多数の偏光分離素子１０１を得る。
【００８４】
実施例４の作製方法によると、スプレー法によって透明基板１の全面に紫外線硬化型接着剤３が塗布されるため、透明基板１上には「接着剤が無い領域」が生じない。そのため、接着剤３が塗布された透明基板１に有機複屈折膜５を載置すると、有機複屈折膜５は全面に渡って接着剤層を介して透明基板表面と接するので、紫外線照射によって全面接着が可能となる。
【００８５】
また、第３の回転によって、有機複屈折膜５や紫外線硬化型接着剤３に遠心力をかけることによって、有機複屈折膜５の表面のうねりや波打ち等の凹凸を改善しながら、接着剤を振り切ることができ、その後に紫外線を照射することによって紫外線硬化型接着剤を硬化させるので、有機複屈折膜５の接着工程において平坦性の良い有機複屈折膜表面を得ることができる。
【００８６】
実施例４では、紫外線硬化型接着剤３を「室温」でスプレー塗布したが、紫外線硬化型接着剤３の粘度が高く、有機複屈折膜５を載せたときに紫外線硬化型接着剤３の流動性が乏しく、気泡を巻き込みやすい場合は、紫外線硬化型接着剤３が塗布された透明基板をオーブンや赤外線ランプ等で加熱し、紫外線硬化型接着剤３の粘度を低下させた後に有機複屈折膜５を載置するか、あるいは、紫外線硬化型接着剤３をオーブン等で予め加熱し、粘度を低下させた後にスプレー法によって透明基板１に塗布し、その後に有機複屈折膜５を載置するのが良い。
【００８７】
実施例５
図５を参照して実施例５を説明する。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、直径：１００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる円板形状の透明基板１をスピンテーブル１０に載置し、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定し、スプレー１３を用いて屈折率：１．５８、粘度：６００ｃｐのエポキシ系の紫外線硬化型接着剤（実施例３で用いたものと同じもの）３を透明基板１の全面に均一に塗布する。紫外線硬化型接着剤の塗布厚は４０〜８０μｍ程度が良い。
【００８８】
図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、片面に粘着剤２を介して、有機高分子からなる保護膜４が設けられた有機複屈折膜（直径：１００ｍｍ、厚さ：５０μｍ 円形状）を、紫外線硬化型接着剤３上に、膜中心をスピンテーブル１０の回転中心に略合致させ、保護膜が自由表面となるようにして載置装置（図示されず）を用いて載置し、その後、スピンテーブル１０を１０００〜３０００ｒｐｍで６０秒回転（第３の回転）させ、保護膜表面を概ね平坦化した後に、第３の回転を継続しつつ高圧水銀灯（図示されず）を用いて紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化型接着剤３を硬化させる。
【００８９】
紫外線の強度を実施例４の１／１０〜１／４とし、紫外線照射中も紫外線硬化型接着剤の振り切りが続くようにし、紫外線硬化型接着剤が完全硬化するまで保護膜表面の平坦化を進行させる。
【００９０】
続いて、スピンテーブル１０の回転を停止し、ピンセット等を用いて保護膜４を有機複屈折膜５から剥離する（図５（ｅ））。
【００９１】
以下、実施例４と同様にして、リソグラフィー／エッチングによって有機複屈折膜表面に回折格子を形成し、図５（ｆ）に示す如く、光学的に等方的なエポキシ系の紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）６を用いて、直径：１００ｍｍ、厚み：１ｍｍの円板形状の対向透明基板（材質；ショット製光学ガラスＢＫ７）９を接着し、中間完成体１Ｂとする。対向透明基板９の面には入射光の反射が最小となるよう反射防止膜を形成する。
【００９２】
図５（ｇ）に示すように中間完成体１Ｂを、ダイシングソー１５で５ｍｍ角に切断し、多数の偏光分離素子１０１を得る。
【００９３】
実施例５の作製方法によると、スプレー法によって透明基板１の全面に紫外線硬化型接着剤３が塗布されるため、接着剤層３上に有機複屈折膜５を載置すると、有機複屈折膜５は全面に渡って接着剤層３を介して透明基板１の表面と接するので、紫外線照射によって全面接着が可能となる。また第３の回転によって有機複屈折膜５や紫外線硬化型接着剤３に遠心力をかけることによって、有機複屈折膜５の表面のうねりや波打ち等の凹凸を改善しつつ、剰余の接着剤を振り切ることができ、第３の回転中に紫外線照射を行って紫外線硬化型接着剤３を硬化するため、平坦な表面を持つ有機複屈折膜／接着層／透明基板を得ることができる。
【００９４】
更に、透明基板１と有機複屈折膜５を貼り合せる「接着工程」は、有機複屈折膜５における「回折格子形成面」を保護膜４で被覆した状態で行うことができ、接着工程で回折格子形成面にキズや異物が付くことがなく、偏光分離素子の製造歩留を向上できる。
【００９５】
実施例６
図６を参照して実施例６を説明する。
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、直径：１００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる円板形状の透明基板１をロールコーター１４に設置し、溝のないロールを用いて屈折率：１．５２、粘度：５００ｃｐのアクリル系の紫外線硬化型接着剤（実施例１で用いたものと同じもの）３を透明基板１の全面に均一に塗布する。紫外線硬化型接着剤３の塗布厚は４０〜８０μｍとする。
【００９６】
図６（ｃ）に示すように、直径：１００ｍｍ、厚さ：１００μｍの円形状の有機複屈折膜５を、図示されない載置装置を用いて、膜中心が透明基板１の中心に略合致するようにして紫外線硬化型接着剤３上に載置する。
【００９７】
図６（ｄ）に示すように、有機複屈折膜５を載置した透明基板１をスピンテーブル１０に載置し、真空吸着で固定し、スピンテーブル１０を１０００〜３０００ｒｐｍで６０秒間回転（第４の回転）させ、有機複屈折膜５の表面を概ね平坦化した後、第４の回転を継続しつつ図示されない高圧水銀灯を用いて紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化型接着剤３を硬化させる。
【００９８】
紫外線ＵＶの強度は、実施例１の１／１０〜１／４とし、紫外線照射中も剰余の紫外線硬化型接着剤３の振り切りが続くようにし、紫外線硬化型接着剤３が完全硬化するまで有機複屈折膜表面の平坦化を進行させる。
【００９９】
以下、スピンテーブル１０の回転を停止し、有機複屈折膜５を接着した透明基板（以下「基板」という）をスピンテーブル１０から外し、実施例１と同様にしてリソグラフィー／エッチングによって回折格子を形成する（図６（ｅ））。
【０１００】
実施例１と同様、アクリル系の紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）６を用い、粘着剤８によってλ／４波長板７が貼付けられた対向透明基板（ショット製光学ガラスＢＫ７、直径：１００ｍｍ、厚み：１ｍｍ 円板形状）９を基板に接着する。
【０１０１】
対向透明基板９の自由表面には入射光の反射が最小となるよう反射防止膜を形成する。このようにして、図６（ｆ）に示す如き中間完成体１Ａが得られる。
【０１０２】
最後に、中間完成体１Ａをダイシングソー１５で５ｍｍ角に切断し、複数の偏光分離素子１００を完成させる。
【０１０３】
実施例６の作製方法によると、ロールコーター１４によって透明基板１の全面に紫外線硬化型接着剤３が塗布されるため透明基板１上に「接着剤が無い領域」が生じない。そのため接着剤３が塗布された透明基板１に有機複屈折膜５を載置すると、有機複屈折膜５は全面に渡って接着剤層３を介して透明基板表面と接するので、紫外線照射によって全面接着が可能となる。
【０１０４】
また、第４の回転によって有機複屈折膜５や紫外線硬化型接着剤３に遠心力をかけることによって、有機複屈折膜５の表面のうねりや波打ち等の凹凸を改善しつつ、剰余の接着剤３を振り切ることができ、第４の回転中に紫外線を照射することによって、紫外線硬化型接着剤を硬化させるので、有機複屈折膜５の接着工程において平坦性の良い有機複屈折膜表面を得ることができる。
【０１０５】
なお、実施例６では「溝の無いロール」で透明基板１に紫外線硬化型接着剤３を塗布するため、比較的平面性の良い紫外線硬化型接着剤３の塗布層を得られるが、溝付きロールを用いた場合は接着剤表面に「筋状のムラ」が発生する。その場合は、紫外線硬化型接着剤３を塗布された透明基板１をオーブン等で加熱し、紫外線硬化型接着剤３の粘度を低下させて「塗布された接着剤の表面」の平坦性を改善するのが良い。
【０１０６】
また、実施例６では、紫外線硬化型接着剤３を「室温」で塗布したが、紫外線硬化型接着剤３の粘度が高く、有機複屈折膜５を載置したときに紫外線硬化型接着剤３の流動性が乏しく、気泡を巻き込みやすい場合は、紫外線硬化型接着剤３を塗布された透明基板をオーブンや赤外線ランプ等で加熱し、紫外線硬化型接着剤３の粘度を低下させた後に有機複屈折膜５を載置するか、オーブン等で予め加熱して粘度を低下させた紫外線硬化型接着剤３をロールコーターによって透明基板１に塗布し、その後に有機複屈折膜５を載置するのが良い。
【０１０７】
実施例７
図７を参照して、実施例７を説明する。
【０１０８】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、直径：１００ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる円板形状の透明基板１をロールコーター１４にセットし、溝の無いロールを用いて屈折率：１．５２、粘度：５００ｃｐのアクリル系の紫外線硬化型接着剤（実施例１で用いたものと同じもの）３を透明基板１の全面に均一に塗布する。紫外線硬化型接着剤３の塗布厚は４０〜８０μｍとする。
【０１０９】
次いで、図７（ｃ）に示すように、片面に粘着剤２を介して有機高分子による保護膜４を設けられた有機複屈折膜（直径：１００ｍｍ、厚さ：５０μｍ、円形状）５を、その中心を透明基板１の中心にほぼ合せ、保護膜４側が自由表面となるようにして、図示されない載置装置を用いて紫外線硬化型接着剤３上に載置する。
【０１１０】
図７（ｄ）に示すように、後保護膜４で被覆された有機複屈折膜５を載置した透明基板１をスピンテーブル１０に乗せ、真空吸着で固定した後、スピンテーブル１０を１０００〜３０００ｒｐｍで回転（第４の回転）させ、保護膜表面を平坦化する。スピンテーブル１０の回転を停止し、図示されない高圧水銀灯を用いて紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化型接着剤を硬化させ（図７（ｅ））、その後、スピンテーブル１０の回転を停止し、ピンセット等を用いて有機複屈折膜５から保護膜４を剥離する。紫外線ＵＶの強度は保護膜での吸収を考慮し、実施例６における強度の１．２倍とする。
【０１１１】
有機複屈折膜５を接着された透明基板１をスピンテーブル１０から外し、実施例１と同様にして、リソグラフィー／エッチングによって回折格子を形成すると図７（ｇ）の如き状態となる。
【０１１２】
次いで、図７（ｈ）に示すように、実施例１と同様にアクリル系の紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）６を用い、粘着剤８によってλ／４波長板７が貼付けられた円板形状の対向透明基板（ショット製光学ガラスＢＫ７、直径：１００ｍｍ、厚み：１ｍｍ）９を接着すると中間完成体１Ａが得られる。
【０１１３】
最後に、中間完成体１Ａをダイシングソーで５ｍｍ角に切断し、複数の偏光分離素子１００を得る（図７（ｉ））。
【０１１４】
実施例７の作製方法によると、ロールコーター１４によって透明基板１の全面に紫外線硬化型接着剤３が塗布されるため、接着剤３が塗布された透明基板１に有機複屈折膜５を載置すると、有機複屈折膜５は全面に渡って接着剤層３を介して透明基板１の表面と接するので紫外線照射によって全面接着が可能となる。
【０１１５】
また第４の回転によって有機複屈折膜５や紫外線硬化型接着剤３に遠心力をかけることによって、有機複屈折膜５の表面のうねりや波打ち等の凹凸を改善しつつ剰余の接着剤を振り切ることができ、第４の回転後に紫外線照射を行って紫外線硬化型接着剤３を硬化するため、平坦な表面を持つ有機複屈折膜／接着層／透明基板を得ることができる。
【０１１６】
更に実施例３と同様、透明基板１と有機複屈折膜５の貼り合せを行う接着工程を、有機複屈折膜５の回折格子形成面を保護膜で被覆した状態で行うことができ、リソグラフィー工程において異物やキズによって発生するパターン欠陥を低減でき、偏光分離素子の製造歩留を向上できる。
【０１１７】
実施例７でも、溝の無いロールで透明基板に紫外線硬化型接着剤を塗布するため、紫外線硬化型接着剤３の比較的平面性の良い塗布層が得られるが、溝付ロールを用いる場合は接着剤層の表面に筋状のムラが発生する。その場合は、紫外線硬化型接着剤を塗布された透明基板をオーブンで加熱し、紫外線硬化型接着剤３の粘度を低下させて接着剤層表面の平坦性を改善するのが良い。
【０１１８】
【発明の実施の形態】
図８は、光ピックアップ装置の実施の１形態を示す。
この光ピックアップ装置はＣＤ用であり、レーザーダイオード８１から出射された波長：７８０ｎｍの光は偏光分離素子８３、コリメータレンズ８５、対物レンズ８７を通って光ディスクであるＣＤ―ＲＷ９０を照射し、記録面での反射光は戻り光束となり、偏光分離素子８３で回折され光検出素子８９に導光され、フォーカス検出・トラック検出・信号検出が行われる。
【０１１９】
偏光分離素子８３として、実施例１の作製方法で作製されたものを用いて図８の光ピックアップ装置を構成し、これを用いて、ＣＤ−ＲＷに信号を記録し、その後同じ光ピックアップ装置で信号の再生を行った所「プリズムを接着したビームスプリッタとλ／４波長板を組み合わせた従来の偏光分離素子」を用いた場合と同等の再生信号出力を得ることができ、この実施の形態の光ピックアップ装置が「従来のもの」と同等の記録／再生特性を持つことを確認できた。
【０１２０】
図８に示す実施の形態の光ピックアップ装置では、偏光分離素子８３が従来の「プリズムを接着したビームスプリッタ」よりも小さくなっており、かつ偏光分離素子にλ／４波長板も組み込んでいるため、従来の光ピックアップと比較して小型化を実現できる。
【０１２１】
図９は光ピックアップ装置の実施の別形態を示す。
この光ピックアップ装置はＤＶＤ用のものであり、レーザーダイオード８１から出射された波長：６８０ｎｍの光は偏光分離素子８３とコリメータレンズ８５、λ／４波長板８６、対物レンズ８７を通った後、光ディスクであるＤＶＤ９１を照射し、ＤＶＤ９１の記録面で反射された戻り光束はλ／４波長板８６で直線偏光になった後、偏光分離素子８３で回折して光検出素子８９に導光され、フォーカス検出・トラック検出・信号検出が行われる。
【０１２２】
偏光分離素子８３として、実施例３の作製方法で作製したものを用いて、図９の光ピックアップ装置を構成し、ＤＶＤ−ＲＯＭから情報信号の再生を行った所「プリズムを接着したビームスプリッタをλ／４波長板と組合せて用いる、従来のＤＶＤ用の光ピックアップ装置」と同等の信号出力を得ることができ、この実施の形態の光ピックアップ装置が、従来の光ピックアップ装置と同等の再生特性を持つことを確認できた。
【０１２３】
また図９の光ピックアップ装置では、偏光分離素子８３が「プリズムを接着したビームスプリッタ」よりも小さくなっているため、従来の光ピックアップ装置よりも小型になっている。
【０１２４】
図１０は、有機複屈折膜を接着するための「接着装置」の実施の１形態を示している。この接着装置は、透明基板１を保持するスピンテーブル１０と、スピンテーブル１０を回転させるステッピングモーター等からなる回転機構（図示されていない）と、透明基板１に紫外線硬化型接着剤を塗布するディスペンサー（ロボットアーム１２Ａで制御駆動される）１２からなる塗布機構と、２本の吸着アーム５０によって有機複屈折膜５の両端を保持し、透明基板１上に塗布された紫外線硬化型接着剤の層上に有機複屈折膜５を載置する載置機構５５と、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射する高圧水銀灯やメタルハライドランプ等からなる紫外線照射機構６０から構成されている。
【０１２５】
有機複屈折膜５を透明基板１に接着する手順は以下の如くである。
【０１２６】
直径：１００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１（円形状の一部を切り欠かれて「オリエンテーションフラット」を形成されている）をスピンテーブル１０に載置し、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定する。次いで、ロボットアーム１２Ａによりディスペンサー１２を透明基板１の中央部上方に移動し、スピンテーブル１０を回転機構によって１０ｒｐｍで回転させながら、屈折率：１．５２、粘度：５００ｃｐのアクリル系の紫外線硬化型接着剤を４ｇ滴下する。
【０１２７】
その後、ディスペンサー１２を元位置に復帰させ、スピンテーブル１０を３００ｒｐｍで回転（第１の回転）させ、透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を広げ、その後スピンテーブル１０の回転を停止する。
【０１２８】
続いて、直径：１００ｍｍ、厚さ：１００μｍで円形状（一部を切り欠かれて「オリエンテーションフラット」を形成されている）の有機複屈折膜５の両端を、載置機構の２本の吸着アーム５０に真空吸着して保持し、有機複屈折膜５を透明基板１上へ移動し、有機複屈折膜５の中心をスピンテーブル１０の回転中心にほぼ合せながら、２本の吸着アーム５０の真空吸着を徐々に解除して紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜を載置する。
【０１２９】
載置装置を元位置に戻したのち、スピンテーブル１０を１８００ｒｐｍで回転（第２の回転）させ、紫外線硬化型接着剤を振り切り、有機複屈折膜５の表面を平坦化したのち、スピンテーブル１０の回転を停止し、透明基板の上方へ紫外線照射機構６０を移動し、有機複屈折膜５側から紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させる。紫外線照射終了後、紫外線照射機構６０を元位置に戻し、スピンテーブル１０の真空吸着を解除して有機複屈折膜５を接着した透明基板１を取り出す。
【０１３０】
上記のように、この接着装置を用いると、実施例１の作製方法における接着工程を実現でき、透明基板に接着される有機複屈折膜表面の平面度を向上できる。
【０１３１】
図１０の実施の形態では、第２の回転の停止後に紫外線照射機構６０によって紫外線を照射したが、第２の回転中に透明基板１上に紫外線照射機構６０を移動し、有機複屈折膜５の側から紫外線を照射すると、実施例３の作製方法における接着工程を実現できる。更に、上記実施の形態では、紫外線硬化型接着剤の塗布にディスペンサー１２を用いているが、スプレーを用いることによって実施例４、５の作製方法における接着工程を実現でき、紫外線硬化型接着剤の塗布にロールコーターを用いると、実施例６、７の作製方法における定着工程を実現することができる。
【０１３２】
また、これらの実施の形態において、片面に粘着剤を介して有機高分子からなる保護膜が付いた有機複屈折膜を用いると、実施例２、５、７の作製方法における定着工程を実現できる。
【０１３３】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な偏光分離素子、その作成方法、光ピックアップ装置、定着装置を実現できる。
この発明の作製方法によれば、接着工程において有機複屈折膜の表面を極めて高精度に平坦化できる。そしてこの作成方法で作製された偏光分離素子は、透過光に対する光路長が回折格子形成領域で実質的に均一であり、回折光における波面の乱れを有効に軽減できる。従って、この偏光分離素子を用いた光ピックアップ装置は、光ディスクに対する情報の記録・再生・消去の１以上を良好に行うことができ、従来のものよりもコンパクトに構成できる。また、この発明の接着装置によれば、この発明の作製方法における接着工程を良好に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の作製方法を説明するための図である。
【図２】実施例２の作製方法を説明するための図である。
【図３】実施例３の作製方法を説明するための図である。
【図４】実施例４の作製方法を説明するための図である。
【図５】実施例５の作製方法を説明するための図である。
【図６】実施例６の作製方法を説明するための図である。
【図７】実施例７の作製方法を説明するための図である。
【図８】光ピックアップ装置の実施の１形態を示す図である。
【図９】光ピックアップ装置の実施の別形態を示す図である。
【図１０】接着装置の実施の１形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 透明基板
３ 紫外線硬化型接着剤
５ 有機複屈折膜
１００ 偏光分離素子

Claims (11)

1. 透明基板上に、入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する接着工程と、上記有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、このマスクパターンを用いて上記有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸による回折格子を多数個形成する工程とを有する、偏光分離素子の作製方法において、
   接着工程が、透明基板に第１の回転を与えて透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に、直径：１００ｍｍの円形状で、厚み：５０μｍ以上の有機複屈折膜を、膜中心と回転中心を合わせて載置し、上記透明基板に、１０００〜３０００ｒｐｍの回転数の第２の回転を与えて、遠心力の作用により有機複屈折膜表面を平坦化した後、上記紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して上記紫外線硬化型接着剤を硬化する工程からなることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
2. 透明基板上に、入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する接着工程と、上記有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、このマスクパターンを用いて上記有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸による回折格子を多数個形成する工程とを有する、偏光分離素子の作製方法において、
   接着工程が、透明基板に第１の回転を与えて透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に、直径：１００ｍｍの円形状で、厚み：５０μｍ以上の有機複屈折膜を、膜中心と回転中心を合わせて載置し、上記透明基板に、１０００〜３０００ｒｐｍの回転数の第２の回転を与えて、遠心力の作用により有機複屈折膜表面を平坦化しつつ、第２の回転中に上記紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して上記紫外線硬化型接着剤を硬化する工程からなることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
3. 透明基板上に、入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する接着工程と、上記有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、このマスクパターンを用いて上記有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸による回折格子を多数個形成する工程とを有する、偏光分離素子の作製方法において、
   接着工程が、スプレー法により透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に、直径：１００ｍｍの円形状で、厚み：５０μｍ以上の有機複屈折膜を、膜中心と回転中心を合わせて載置し、上記透明基板に、１０００〜３０００ｒｐｍの回転数の第３の回転を与えて、遠心力の作用により有機複屈折膜表面を平坦化した後、上記紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して上記紫外線硬化型接着剤を硬化する工程からなることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
4. 透明基板上に、入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する接着工程と、上記有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、このマスクパターンを用いて有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸による回折格子を多数個形成する工程とを有する偏光分離素子の作製方法において、
   接着工程が、スプレー法により透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に、直径：１００ｍｍの円形状で、厚み：５０μｍ以上の有機複屈折膜を、膜中心と回転中心を合わせて載置し、上記透明基板に、１０００〜３０００ｒｐｍの回転数の第３の回転を与えて、遠心力の作用により有機複屈折膜表面を平坦化しつつ、第３の回転中に上記紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して上記紫外線硬化型接着剤を硬化する工程からなることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
5. 透明基板上に、入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する接着工程と、接着された有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、このマスクパターンを用いて有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸による回折格子を多数個形成する工程とを有する、偏光分離素子の作製方法において、
   接着工程が、ロールコーターにより透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に、直径：１００ｍｍの円形状で、厚み：５０μｍ以上の有機複屈折膜を、膜中心と回転中心を合わせて載置し、上記透明基板に、１０００〜３０００ｒｐｍの回転数の第４の回転を与えて、遠心力の作用により有機複屈折膜表面を平坦化した後、上記紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して上記紫外線硬化型接着剤を硬化する工程からなることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
6. 透明基板上に、入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する接着工程と、接着された有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、このマスクパターンを用いて有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸による回折格子を多数個形成する工程とを有する、偏光分離素子の作製方法において、
   接着工程が、ロールコーターにより透明基板全面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、塗布された紫外線硬化型接着剤上に、直径：１００ｍｍの円形状で、厚み：５０μｍ以上の有機複屈折膜を、膜中心と回転中心を合わせて載置し、上記透明基板に、１０００〜３０００ｒｐｍ以上の回転数の第４の回転を与えて、遠心力の作用により有機複屈折膜表面を平坦化しつつ、第４の回転中に上記紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して上記紫外線硬化型接着剤を硬化する工程からなることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
7. 請求項１〜６の任意の１に記載の偏光分離素子の作製方法において、
   紫外線硬化型接着剤の、塗布後の層厚：Ｔｃ、紫外線照射による硬化後の上記紫外線硬化型接着剤の層厚：Ｔａｄが、Ｔｃ＞Ｔａｄとなることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
8. 請求項１〜７の任意の１に記載の偏光分離素子の作製方法において、
   透明基板と接着する面と反対側の面に粘着剤を介して保護膜を設けた有機複屈折膜を紫外線硬化型接着剤の層上に載置し、
   紫外線照射による上記紫外線硬化型接着剤の硬化後に、上記有機複屈折膜から上記保護膜を剥離することを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
9. 請求項１〜８の任意の１に記載の作製方法により作製された偏光分離素子。
10. 請求項９記載の偏光分離素子を用いた光ピックアップ装置。
11. 透明基板を保持するスピンテーブルと、
    このスピンテーブルを回転させる回転機構と、
    上記スピンテーブルに保持された透明基板に、紫外線硬化型接着剤を塗布する塗布機構と、
    上記透明基板上に塗布された紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜を載置する載置機構と、
    上記有機複屈折膜を介して上記紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射する紫外線照射機構とを有し、
    請求項１〜８の任意の１に記載の作成方法における接着工程を行う有機複屈折膜の接着装置。

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