JP4139129B2 - 偏光分離素子の作製方法、接着装置及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、偏光分離素子とその作製方法、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波長板と共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。
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る。また、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。
【０００４】
透明基板へ有機複屈折膜を接着する方法の一例として、貼り合わせ光ディスクで用いられているスピンナー法がある。スピンナー法による貼り合わせ光ディスクの作製工程を、図１３を用いて説明する。図１３（ａ）に示すように、第１の基板２０１に形成されたハブ２０２をスピンテーブル１０のセンターピン２０３にさし込み、スピンテーブル１０を回転させながら第１の基板２０１にディスペンサー１２で紫外線硬化型接着剤３を滴下する。図１３（ｂ）に示すように、第１の基板２０１の全面に紫外線硬化型接着剤３が広がったらスピンテーブル１０の回転を停止し、図１３（ｃ）に示すように、第２の基板２０４に形成されたハブ２０５をスピンテーブル１０のセンターピン２０３にさし込み、第１の基板２０１と第２の基板２０４を接触させる。次に、図１３（ｄ）に示すように、第１の基板２０１と第２の基板２０４とが載置されたスピンテーブル１０を回転させ、余分な紫外線硬化型接着剤３を振り切り接着層厚さを一定し、図１３（ｅ）に示すように、スピンテーブル１０の回転を停止し、紫外線（ＵＶ）を照射して紫外線硬化型接着層３を硬化し、貼り合わせ光ディスクを完成させる。
【０００５】
スピンナー法を有機複屈折膜の接着に適応して、大きさが数ｍｍ程度の偏光分離素子を作製しようとする場合、直径４〜８インチの透明基板に接着された有機複屈折膜上に数１０〜数１００個の回折格子をアレイ状に形成し、その後ダイシングによって個々の偏光分離素子を取り出すことが考えられる。１枚の基板から取れる偏光分離素子数を多くしようとすると、有機複屈折膜や透明基板にはハブを、スピンテーブル１０には、センターピンを設けない方が好ましい。例えば、図１４（ａ）に示すように、センターピンのないスピンテーブル１０に透明基板１を真空吸着し、その後、透明基板１の中央に紫外線硬化型接着剤３を滴下し、スピンテーブル１０を回転して紫外線硬化型接着剤３を透明基板１の滴下面全面に広げた後、有機複屈折膜５を透明基板１上に載せることが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１４に示す偏光分離素子の作製方法では、有機複屈折膜５にハブが、スピンテーブル１０にセンターピンが夫々ないので、有機複屈折膜５は、スピンテーブル１０上で固定されずフリーな状態で透明基板に乗ることになる。有機複屈折膜５を紫外線硬化型接着剤３が塗布された透明基板１に載せる場合、一般的に載置装置を用いるが、スピンテーブル１０の回転中心に有機複屈折膜５の中心を正確に合わせることは、載置装置の機械的精度の点から困難な場合が多い。有機複屈折膜５がスピンテーブル１０の回転中心に乗っていない場合、スピンテーブル１０を回転させると、図１４（ｂ）に示すように、有機複屈折膜５が透明基板１に対して位置ずれを起こしてしまう。この位置ずれが大きい場合、透明基板１から有機複屈折膜５がはみ出してしまう。
【０００７】
紫外線照射によって紫外線硬化型接着剤３を硬化させた後、回折格子を形成するためリソグラフィー／ドライエッチングを行うが、装置内や工程間の搬送時には透明基板１の側面を側方からクランプして行うことが多く、透明基板１から有機複屈折膜３がはみ出しているとクランプできず搬送が困難となり、回折格子を形成できない。
【０００８】
スピンテーブル１０の回転中に有機複屈折膜５の位置ずれを防止するためには、回転中に紫外線を照射する方法が考えられる。例えば、特開平１０-３３４５２１号公報や特開２０００−２６８４１６号公報に記載の、貼り合わせ光ディスクの作製方法では、回転中に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する方法が提案されている。しかしながら偏光分離素子の作製においては、接着層厚さを均一化するため基板をある程度回転させた後に紫外線を照射しなければならないので、有機複屈折膜の位置ずれを完全に防止することは困難であった。
【０００９】
有機複屈折膜５を透明基板上に載置する載置装置にＣＣＤなどを用いた画像認識機能を搭載し、スピンテーブ１０の回転中心と有機複屈折膜５の中心を検出し、載置装置にフィードバック制御をかけながらスピンテーブルの回転中心に有機複屈折膜の中心を置く場合には、スピンテーブルの回転中心と有機複屈折膜の中心との位置合わせ精度を著しく向上できるため、スピンテーブルの回転中に有機複屈折膜の位置ずれが起きにくい。しかし、載置装置に画像認識機能やフィードバック機構を設ける必要があり、載置装置のコスト上昇を招いてしまう。また貼り合わせ時に位置検出やフィードバック制御を行うため、貼り合わせ工程のスループットが低下してしまい、安価に偏光分離素子を作製することが困難になる。
【００１０】
本発明は、透明基板に有機複屈折膜を接着する際に有機複屈折膜の透明基板からのはみ出しや位置ズレを抑制する偏光分離素子の作製方法や接着装置を提供することを目的としている。
本発明は、基板間での接着層厚さのバラツキを小さくする偏光分離素子の作製方法、歩留の向上や個々の素子間で回折効率を揃えることができる偏光分離素子を提供することを目的とする。
本発明は、従来構造よりも小型化が実現できる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本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形成する工程とを有し、次のことを特徴としている。
【００１２】
請求項１では、接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程、紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載せるセット工程、有機複屈折膜が載せられた透明基板を第１の回転で回転する第１回転工程、第１の回転で回転する透明基板の回転を止めて有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置修正を行う修正工程、透明基板を第２の回転で回転する第２回転工程、第２の回転で回転する透明基板の回転を止め、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する硬化工程を有し、第１の回転によって有機複屈折膜が透明基板上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返し、その後、第２回転工程と硬化工程とを行うことを特徴としている。
【００１３】
請求項４では、接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程、紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載せるセット工程、有機複屈折膜が載せられた透明基板を第１の回転で回転する第１回転工程、第１の回転で回転する透明基板の回転を止めて有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置修正を行う修正工程、透明基板を第２の回転で回転する第２回転工程、第２回転工程中に紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を半硬化する半硬化工程、第２の回転で回転する透明基板の回転を止め、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する硬化工程を有し、第１の回転によって有機複屈折膜が透明基板上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返し、その後、第２回転工程、半硬化工程、硬化工程を行うことを特徴としている。
【００１４】
請求項２，５では、第１回転工程と修正工程を繰り返し、かつ第１回転工程での透明基板の回転が複数の回転数を有する場合、Ｘ回目の第１の回転の回転数をＲ１（Ｘ）［ｒｐｍ］、第２回転工程での第２の回転の最大の回転数をＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］すると、Ｒ２ｍａｘ＝Ｒ１（Ｘ）≧Ｒ１（Ｘ−１）≧・・・≧Ｒ１（１） 但しＸ≧２の関係にあることを特徴としている。
【００１５】
請求項３、６では、第１回転工程と修正工程を繰り返し、かつＲ１（Ｘ）が複数の回転数を有する場合、Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和が透明基板間一定であることを特徴としている。
【００１７】
本発明の有機複屈折膜の接着装置は、透明基板を保持するスピンテーブル、このスピンテーブルを回転させる回転機構、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、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、有機複屈折膜を介して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、透明基板上に載置された有機複屈折膜を当該透明基板上で滑動して位置を修正する位置調整機構とを有することを特徴としている。
【００１８】
【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、幾つかの具体的な実施例に即して説明する。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、この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形成する工程とを有している。
【００１９】
【実施例】
実施例１
図１を参照して実施例１の作成方法を説明する。図１（ａ）〜図１（ｋ）は、偏光分離素子の作製方法の工程を示すものである。図１（ａ）では、直径１６５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、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、透明基板１の中央部にディスペンサー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８〜１１ｇ滴下する。滴下後、スピンテーブル１０を３００ｒｐｍで回転し、図１（ｂ）に示すように、透明基板１の滴下面全面に紫外線硬化型接着剤３を広げ、その後スピンテーブル１０の回転を停止する。図１（ａ）、図１（ｂ）は、透明基板１上に紫外線硬化型接着剤３を塗布する工程を示す。
【００２０】
図１（ｃ）において、スピンテーブル１０の回転停止後、広げられた紫外線硬化型接着剤３の上に、後述する載置装置を用いて透明基板１の直径よりも小径な、直径１５５ｍｍ、厚さ８０μｍの有機複屈折膜５を、その中心をスピンテーブル１０の回転中心に略合わせながら載置する。図１（ｃ）は、紫外線硬化型接着剤３上に有機複屈折膜５を載せるセット工程を示す。
【００２１】
載置後、図１（ｄ）に示すように、スピンテーブル１０を４００ｒｐｍで第１の回転を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。ここで、Ｘ回目の第１の回転の回転数をＲ１（Ｘ）［ｒｐｍ］、Ｘ回目の第１の回転の回転時間をＴ１（Ｘ）とすると、Ｒ１（１）＝４００ｒｐｍ、Ｔ１（１）＝３秒となる。図１（ｄ）は、第１回転工程を示す。
【００２２】
図１（ｅ）において、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、図２（ａ）に示すように、有機複屈折膜５が透明基板１上で外側に５ｍｍ程度動いており、有機複屈折膜５の中心とスピンテーブル１０の回転中心が合わなくなっていた。そのため、調整治具２０を用いて有機複屈折膜５の外側にずれた側の端部を透明基板１の中心側へ押し、透明基板１上を滑るように有機複屈折膜５を動かし（以後、滑るように動かすことを「滑動」と略す）、図２（ｂ）に示すように、有機複屈折膜５の位置修正を行った。つまり透明基板１と有機複屈折膜５の中心を合わせ、有機複屈折膜５が透明基板１からはみ出さない位置へ有機複屈折膜５を動かした。図１（ｅ）は修正工程を示す。
【００２３】
このような修正工程後、図１（ｆ）に示すように、スピンテーブル１０を再度４００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（２）＝４００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（２）＝７秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切り、その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００２４】
観察後、スピンテーブル１０を７００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（３）＝７００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（３）＝２秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。この後、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上で約８ｍｍ程度動いていた。このため、図１（ｅ）、図２（ａ）に示すように調整治具２０を用い、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜５の位置修正を行った。
【００２５】
修正後、図１（ｆ）でスピンテーブル１０を再度７００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（４）＝７００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（４）＝６秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切り、その後にスピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上で約２ｍｍ程度動いていた。観測後、図１（ｅ）、図２（ａ）に示す調整治具２０を用い、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜５の位置修正を行った。
【００２６】
修正後、図１（ｆ）でスピンテーブル１０を再度７００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（５）＝７００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（５）＝１０秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００２７】
観察後、スピンテーブル１０を再度７００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（６）＝７００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（６）＝１２秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００２８】
観察後スピンテーブル１０を９００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（７）＝９００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（７）＝４秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上で約８ｍｍ程度動いていた。
【００２９】
観測後、図１（ｅ）、図２（ａ）に示す調整治具２０を用い、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜５の位置修正を行った。修正後、図１（ｆ）でスピンテーブルを再度９００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（８）＝９００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（８）＝１０秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上で約２ｍｍ程度動いていた。観察後、調整治具２０を用い、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜５の位置修正を行った。
【００３０】
修正後、スピンテーブル１０を再度９００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（９）＝９００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（９）＝２２秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００３１】
観察後、スピンテーブル１０を再度９００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（１０）＝９００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（１０）＝５４秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動いていなかった。図３に、第１回転工程での第１の回転の回転数及び回転時間の推移を示す。
【００３２】
図１（ｇ）は、第２回転工程を示すもので、スピンテーブル１０を回転（第２の回転、３ステップで回転数を４００ｒｐｍから９００ｒｐｍに上げ、９００ｒｐｍで３０秒間保持）し、紫外線硬化型接着剤３を振り切り、紫外線硬化型接着剤３の接着層厚さを面内で一定にした。ここで第２の回転での最大の回転数をＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］すると、Ｒ２ｍａｘ＝９００ｒｐｍとなる。また第２回転工程中に、硬化前の紫外線硬化型接着剤３を溶解し、かつ有機複屈折膜５を溶解しない有機溶媒３１（本例ではイソプロピルアルコールを使用）を有機複屈折５と透明基板１の境界近傍にリンス機構３０より滴下し、透明基板１周辺の接着剤残を除去した。
【００３３】
次に図１（ｈ）に示すように、スピンテーブル１０の回転を停止し、有機複屈折膜５側から、図示しない高圧水銀灯を用いて紫外線ＵＶ（第１の紫外線）を照射し、紫外線硬化型接着剤３を硬化する。図１（ｈ）は硬化工程を示す。以後、有機複屈折膜５が接着された透明基板１を基板６０と略す。
【００３４】
図１（i）に示すように、作製された基板６０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１．１μｍの厚さに塗布し、６０℃、３０分のプリベークを行う。その後、基板６０を周知の図示しない縮小投影露光装置（ＮＡ＝０．４５、σ＝０．６、波長：I）に装着し、１０００周期ある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を行い、現像液ＮＭＤ−３を用いて現像を行い、１００℃、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た。その後、前記のレジストパターン上にスパッタ法によってアルミニウム（Ａｌ）を蒸着し、引き続きアセトンを用いてレジストを溶解してアルミニウム（Ａｌ）のリフトオフを行い、レジストパターンを反転させたアルミニウム（Ａｌ）パターンを完成させた。その後、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、前記のアルミニウム（Ａｌ）パターンを金属マスクにして有機複屈折膜５を深さ４μｍエッチングした。
その後リン酸系のアルミニウム（Ａｌ）エッチング液を用いてアルミニウム（Ａｌ）パターンを除去し、１０００周期ある凹凸状の格子となる回折格子６１を完成させた。
【００３５】
図１（ｊ）に示すように、平面加工したφ２５０ｍｍ、厚み５０ｍｍのステンレス台上に回折格子を形成した基板６０を置き、回折格子６１面に光学的に等方的なアクリル系紫外線硬化型接着剤としての等方性接着剤１１をマイクロシリンジで１．２ｍｌ滴下する。そして両面を光学研磨した直径１６５ｍｍ、厚み１ｍｍ、材質：ショット製光学ガラスＢＫ７の対向透明基板９を載せ、さらに対向透明基板９上に光学研磨した光学ガラスを載せ、対向透明基板９に１００ｇｆ／ｃｍ^２の圧力を加え、等方性接着剤１１を被接着面全面に広げる。なお、対向透明基板９の被接着面と対向する面となる自由表面（空気と接する面）には、入射光の反射が最小となるよう反射防止膜（図示せず）を形成しておく。この状態で対向透明基板を通して紫外光を照射し、等方性接着剤１１を硬化する。図１（ｊ）において、符号１Ａは、このようにして対向透明基板１１を一体化した中間完成体と呼ぶ。
【００３６】
次いで、図１（ｋ）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６１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、複数個の偏光分離素子１００を完成させる。図１（ｉ）、図１（ｊ）は、回折格子を形成する工程を示す。
【００３７】
図１（ａ）〜（ｈ）の工程により有機複屈折膜５を接着した基板６０を、ダイシングソー１５を用いて切断し、２００倍の金属顕微鏡で断面を観察し、基板６０の直径方向での接着層厚さを測定（測定範囲：有機複屈折膜端から５〜１３０ｍｍ）した。この測定結果を図４に示す。本条件での接着層厚さは平均２８μｍで、直径方向で略均一であることが確認された。
【００３８】
実施例１の作製方法によれば、第１の回転によって有機複屈折膜５が透明基板１上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返し、その後、第２回転工程と硬化工程とを行うので、透明基板１からの有機複屈折膜５のはみ出しを防止することができる。
【００３９】
また、第１回転工程と修正工程とを繰り返し、かつ第１回転工程での透明基板１の回転が複数の回転数を有する場合、Ｘ回目の第１の回転の回転数をＲ１（Ｘ）［ｒｐｍ］、第２回転工程での第２の回転の最大の回転数をＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］すると、Ｒ２ｍａｘ＝Ｒ１（Ｘ）≧Ｒ１（Ｘ−１）≧・・・≧Ｒ１（１） 但しＸ≧２の関係になっている。よって第１回転工程と修正工程とを繰り返す毎に回転数が増加し、最終的には第１の回転の回転数は第２の回転の最大値、つまりＲ２ｍａｘに一致する。
【００４０】
ここで第１の回転の回転数が第２の回転の最大値（Ｒ２ｍａｘ）に一致した時も、有機複屈折膜５が透明基板１上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返すので、第１の回転を行った後、第２の回転を実施しても有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動かず、透明基板１の中心と有機複屈折膜５の中心が略一致した状態に保たれる。このため、有機複屈折膜５の端部と透明基板１の端部の距離を小さく、すなわち、有機複屈折膜５の直径と透明基板１の直径の差を小さくすることができる。この結果、透明基板１上で偏光分離素子１００を形成できる面積を大きくでき、１枚の透明基板１から取れる偏光分離素子１００を多くできる。さらに上記の工程を取ることで、図４に示したように、有機複屈折膜５を接着する接着層厚さを面内で略均一にすることができる。
【００４１】
本実施例では、有機複屈折膜５をそのまま透明基板１に接着したが、有機複屈折膜５の一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、かつ保護膜の付いていない面で透明基板１に接着し、硬化用の紫外線照射後に保護膜を剥離すると、透明基板１と有機複屈折膜５の貼り合わせ工程中は有機複屈折膜表面が保護膜で被覆されているため、有機複屈折膜５表面に異物やキズが付く確率を非常に小さくできる。このため、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るので、偏光分離素子１００の製造歩留を向上することができる。
【００４２】
実施例２
図１（ａ）において、直径１６５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、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、透明基板１の中央部にディスペンサー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８〜１１ｇ滴下する。滴下後、スピンテーブルを３００ｒｐｍで回転させ、図１（ｂ）に示すように、透明基板１の滴下面全面に紫外線硬化型接着剤３を広げ、その後スピンテーブルの回転を停止する。
【００４３】
図１（ｃ）では、スピンテーブル１０の回転停止後、広げられた紫外線硬化型接着剤３の上に、後述する載置装置を用いて透明基板１の直径よりも小径な、直径１５５ｍｍ、厚さ８０μｍの有機複屈折膜５を、その中心をスピンテーブル１０の回転中心に略合わせながら載置する。
【００４４】
載置後、図１（ｄ）に示す第１回転工程では、スピンテーブル１０を４００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（Ｘ）＝４００ｒｐｍ）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。そしてスピンテーブル１０の回転を停止し有機複屈折膜５の位置ずれを観察し、有機複屈折膜５が図２（ａ）に示すように、透明基板１上で動いていた場合には、図２（ｂ）に示すように調整治具２０を用いて有機複屈折膜５の位置修正を行い、再度４００ｒｐｍで回転し、有機複屈折膜５が透明基板１上で位置ズレを起こさなくなるまで図１（ｄ）の工程を繰り返す。なお４００ｒｐｍでのＴ１（Ｘ）の総和は１０秒とした。
【００４５】
図１（ｅ）では、スピンテーブル１０を７００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（Ｘ）＝７００ｒｐｍ）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。そしてスピンテーブル１０の回転を停止し、有機複屈折膜５の位置ずれを観察し、有機複屈折膜５が透明基板１上で動いていた場合は調整治具２０を用いて有機複屈折膜５の位置修正を行い、再度７００ｒｐｍで回転し、有機複屈折膜５が透明基板１上で位置ズレを起こさなくなるまで図１（ｅ）の工程を繰り返す。なお７００ｒｐｍでのＴ１（Ｘ）の総和は３０秒とした。
【００４６】
図１（ｆ）では、スピンテーブルを９００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（Ｘ）＝９００ｒｐｍ）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。そしてスピンテーブル１０の回転を停止し有機複屈折膜５の位置ずれを観察し、有機複屈折膜５が透明基板１上で動いていた場合は調整治具２０を用いて有機複屈折膜５の位置修正を行い、再度９００ｒｐｍで回転し、有機複屈折膜が透明基板上で位置ズレを起こさなくなるまで図１（ｆ）の工程を繰り返す。なお９００ｒｐｍでのＴ１（Ｘ）の総和は９０秒とした。
【００４７】
図１（ｇ）では、その後スピンテーブルを回転（第２の回転、３ステップで回転数を４００ｒｐｍから９００ｒｐｍに上げ、９００ｒｐｍで３０秒間保持）し、紫外線硬化型接着剤３を振り切り、接着層厚さを面内で一定にする。また、第２の回転中に硬化前の紫外線硬化型接着剤３を溶解し、かつ有機複屈折膜５を溶解しない有機溶媒３１（本例ではイソプロピルアルコールを使用）を有機複屈折膜５と透明基板１の境界にリンス機構３０より滴下し、透明基板周辺の接着剤残を除去する。
【００４８】
図１（ｈ）では、スピンテーブル１０の回転を停止し、有機複屈折膜５側から、例えば図示しない高圧水銀灯を用いて紫外線ＵＶ（第１の紫外線）を照射し、紫外線硬化型接着剤３を硬化する。
【００４９】
上記の（ａ）〜（ｈ）の工程を実行し、３枚の透明基板１に対して有機複屈折膜５を接着したものを基板Ａ〜Ｃとする。なお３枚の基板Ａ、Ｂ、Ｃは、第１の回転Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和が一定である。つまり４００ｒｐｍで１０秒、７００ｒｐｍで３０秒、９００ｒｐｍで９０秒回転させているが、３枚の基板間ではＴ１（Ｘ）自体は一致していない。
【００５０】
図１（ｉ）では、ダイシングソー１５を用いて前記の基板Ａ〜Ｃを切断し、２００倍の金属顕微鏡で断面を観察し、基板の直径方向での接着層厚さを測定（測定範囲：有機複屈折膜端から５〜１３０ｍｍ）した。直径方向での平均膜厚、最大値、最小値を図５に示す。基板Ａ〜Ｃにおいて、接着層の平均膜厚は２５〜２６μｍであり、実施例１の接着層厚さを加味しても、基板間での接着層の変動は数μｍ程度となり、接着層厚さの再現性が良いことが確認された。
【００５１】
実施例２の作製方法によれば、第１の回転によって有機複屈折膜５が透明基板１上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返し、第１の回転が複数の回転数を有する場合，Ｘ回目の第１の回転の回転数をＲ１（Ｘ）［ｒｐｍ］、第２回転工程での第２の回転での最大の回転数をＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］すると、Ｒ２ｍａｘ＝Ｒ１（Ｘ）≧Ｒ１（Ｘ−１）≧・・・≧Ｒ１（１） 但しＸ≧２の関係になっている場合、Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和を一定にすることによって基板間での接着層厚さの変動を抑制することができる。
【００５２】
上記の（ａ）〜（ｈ）と同じ工程で、３枚の透明基板１に対して有機複屈折膜５を接着し、実施例１と同様に有機複屈折膜３に回折格子を形成し、光学的に等方的なアクリル系紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）１１を用いて直径１６５ｍｍ、厚み１ｍｍの対向透明基板（材質：ショット製光学ガラスＢＫ７、裏面に反射防止膜あり）を接着し、ダイシングソー１５を用いて５ｍｍ角に切りだし、複数の偏光分離素子１００を完成させる。各基板の任意の５個の偏光分離素子について、回折効率を測定した結果、回折効率は略揃っていた。これは基板間で有機複屈折膜５を接着する接着層の膜厚変動が小さいためと予想される。
【００５３】
実施例３
図６を参照して実施例３の作成方法を説明する。図６（ａ）〜図６（ｋ）は、偏光分離素子の作製方法の工程を示すものである。
図６（ａ）では、直径１６５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定する。その後スピンテーブル１０を１０〜５０ｒｐｍで回転させながら、透明基板１の中央部にディスペンサー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８〜１２ｇ滴下した。滴下後、スピンテーブル１０を４００ｒｐｍで回転させ、図６（ｂ）に示すように、透明基板１全面に紫外線硬化型接着剤３を広げ、その後スピンテーブル１０の回転を停止する。図６（ａ）、図６（ｂ）は、透明基板１上に紫外線硬化型接着剤３を塗布する工程を示す。
【００５４】
図６（ｃ）において、スピンテーブル１０の回転停止後、広げられた紫外線硬化型接着剤３の上に、後述する載置装置を用いて透明基板１の直径よりも小径な、直径１５５ｍｍ、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の回転中心に略合わせながら載置する。図６（ｃ）は、紫外線硬化型接着剤３上に有機複屈折膜５を載せるセット工程を示す。
【００５５】
図６（ｄ）に示すように、スピンテーブル１０を６００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（1）＝６００ｒｐｍ、Ｔ１（１）＝８秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。図６（ｄ）は、第１回転工程を示す。
【００５６】
図６（ｅ）において、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、図２（ａ）に示すように、有機複屈折膜５が透明基板１上で外側に１ｍｍ程度動いており、有機複屈折膜５の中心とスピンテーブル１０の回転中心が合わなくなっていた。そのため、調整治具２０を用いて有機複屈折膜５の外側にずれた側の端部を透明基板１の中心側へ押して、透明基板１上を滑動し、図２（ｂ）に示すように、有機複屈折膜５の位置修正を行った。つまり透明基板１と有機複屈折膜５の中心を合わせ、有機複屈折膜５が透明基板１からはみ出さない位置へ有機複屈折膜５を動かした。図６（ｅ）は修正工程を示す。
【００５７】
図６（ｆ）では、その後スピンテーブルを再度６００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（２）＝６００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（２）＝２秒）を行い、接着剤を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００５８】
その後スピンテーブル１０を１０００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（３）＝１０００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（３）＝５秒）を行い、接着剤を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上で約２ｍｍ程度動いていた。その後調整治具２０を用い、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜５の位置修正を行った。
【００５９】
修正後、スピンテーブルを再度１０００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（４）＝１０００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（４）＝６秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上で約１ｍｍ程度動いていた。その後調整治具２０を用い、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜５の位置修正を行った。
【００６０】
修正後、スピンテーブル１０を再度１０００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（５）＝１０００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（５）＝１０秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００６１】
観測後、スピンテーブル１０を再度１０００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（６）＝１０００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（６）＝９秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００６２】
観測後、スピンテーブルを１５００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（７）＝１５００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（７）＝２秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上で約５ｍｍ程度動いていた。その後調整治具２０を用い、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜５の位置修正を行った。
【００６３】
修正後、スピンテーブル１０を再度１５００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（８）＝１５００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（８）＝１６秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上で約３ｍｍ程度動いていた。その後調整治具２０を用い、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜５の位置修正を行った。
【００６４】
修正後、スピンテーブル１０を再度１５００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（９）＝１５００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（９）＝３０秒）を行い、接着剤を振り切る。その後スピンテーブルの回転を停止して有機複屈折膜の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜は透明基板上でほとんど動いていなかった。
【００６５】
観察後、スピンテーブルを再度１５００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（１０）＝１５００ｒｐｍ、回転時間Ｔ１（１０）＝３２秒）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜５の位置ずれを観察したところ、有機複屈折膜５は透明基板１上でほとんど動いていなかった。図７は、第１の回転の回転数と回転時間の推移を示す。
【００６６】
図６（ｇ）では、図６（ｆ）の終了後、スピンテーブル１０を回転（第２の回転、３ステップで回転数を６００ｒｐｍから１５００ｒｐｍに上げた。よってＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］は１５００ｒｐｍとなる）し、１５００ｒｐｍで５秒保持した後、１５００ｒｐｍで回転させながら有機複屈折膜５側から図示しないメタルハライドランプを用いて第２の紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化型接着剤３を徐々に半硬化する。なお、第２の紫外線照射のエネルギーは、第２の回転中に有機複屈折膜５が位置ずれを起こさない程度に紫外線硬化型接着剤３を半硬化できれば良いので、本例では実施例１で用いた第１の紫外線ＵＶの約３０％のエネルギーで照射した。図６（ｇ）は第２回転工程と半硬化工程を示す
第２の紫外線を照射している間に、完全硬化前の紫外線硬化型接着剤３を溶解し、かつ有機複屈折膜５を溶解しない有機溶媒３１（本例ではアセトンを使用）を有機複屈折膜５と透明基板１の境界にリンス機構３０より滴下し、透明基板周辺の接着剤残を除去した。
【００６７】
図６（ｈ）では、図６（ｇ）の工程終了後、スピンテーブル１０の回転を停止し、有機複屈折膜側から上記メタルハライドランプを用いて第１の紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化型接着剤３を完全に硬化する。図６（ｈ）は硬化工程を示す。以後、有機複屈折膜５が接着された透明基板１を基板６２と略す。
【００６８】
図６（ｉ）に示すように、作製された基板６２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、６０℃、３０分のプリベークを行う。その後基板６０を縮小投影露光装置（ＮＡ＝０．５４、σ＝０．６、波長：ｉ線）に装着し、１０００周期ある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を行い、現像液ＮＭＤ−３を用いて現像を行い、１００℃、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た。その後、前記の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前記の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エッチングした。その後剥離液を用いてレジストパターンを除去し、１０００周期ある凹凸状の格子となる回折格子６３を完成させた。
【００６９】
図６（ｊ）に示すように、平面加工したφ２００ｍｍ、厚み５０ｍｍのステンレス台上に回折格子６３を形成した基板６２を置き、回折格子６２面に光学的に等方的なエポキシ系紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）１１をマイクロシリンジで１．２ｍｌ滴下した。そして両面を光学研磨した直径１６５ｍｍ、厚み１ｍｍの対向透明基板９（材質：ショット製光学ガラスＢＫ７）を前記の等方性接着剤１１を塗布した基板面に載せ、さらに対向透明基板上に光学研磨した光学ガラスを載せ、対向透明基板に１００ｇｆ／ｃｍ^２の圧力を加え、等方性接着剤１１を被接着面全面に広げた。なお、対向透明基板９の被接着面と対向する面となる自由表面（空気と接する面）には、入射光の反射が最小となるよう反射防止膜（図示せず）を形成しておく。この状態で対向透明基板を通して紫外光を照射し、等方性接着剤１１を硬化する。図６（ｊ）において、符号１Ｂは、このようにして対向透明基板１１を一体化した中間完成体を示す。
【００７０】
図６（ｋ）に示すように、中間完成体１Ｂに含まれている数１００個の回折格子６３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、複数個の偏光分離素子１０１を完成させる。
【００７１】
図６（ａ）〜図６（ｈ）の工程によって有機複屈折膜を接着した透明基板１をダイシングソー１５で切断し、２００倍の金属顕微鏡で断面を観察し、基板の直径方向での接着層厚さを測定（測定範囲：有機複屈折膜端から５〜１３０ｍｍ）した結果を図８に示す。本条件での接着層厚さは平均３２μｍであり、直径方向でも略均一であることが確認された。
【００７２】
実施例３の作製方法によれば、第１の回転によって有機複屈折膜５が透明基板１上で略動かなくなるまで、第１回転工程と修正工程とを繰り返し、その後、第２回転工程、半硬化工程、硬化工程を行うので、実施例１と同様に透明基板１からの有機複屈折膜５のはみ出しを防止することができる。さらに図６（ｇ）に示すように、第２の回転を行いながら、第２の紫外線ＵＶを照射して有機複屈折膜５を接着する紫外線硬化型接着剤３を半硬化させて高粘度化させるので、第２の回転中に透明基板１から有機複屈折膜５がはみ出すことをより確実に防止することができる。
【００７３】
第１回転工程と修正工程とを繰り返し、かつ第１の回転が複数の回転数を有する場合、Ｘ回目の第１の回転の回転数をＲ１（Ｘ）［ｒｐｍ］、第２回転工程での第２の回転での最大の回転数をＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］すると、
Ｒ２ｍａｘ＝Ｒ１（Ｘ）≧Ｒ１（Ｘ−１）≧・・・≧ Ｒ１（１） 但しＸ≧２の関係になっているので、第１回転工程と修正工程とを繰り返す毎に回転数が増加し、最終的には第１の回転の回転数は第２の回転の最大値、つまりＲ２ｍａｘに一致する。本実施例では、第１の回転の回転数が第２の回転の最大値（Ｒ２ｍａｘ）に一致した時も、有機複屈折膜５が透明基板１上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返し、かつ第２の回転中に第２の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を半硬化して高粘度化させている。このため、第１の回転を行った後、第２の回転を実施しても有機複屈折膜５は透明基板１上でより動かなくなり、透明基板１の中心と有機複屈折膜５の中心が略一致した状態に保たれる。このため、有機複屈折膜５の端部と透明基板１の端部の距離を小さく、すなわち、有機複屈折膜５の直径と透明基板１の直径の差を小さくすることができる。この結果、透明基板１上で偏光分離素子１００を形成できる面積を大きくでき、１枚の透明基板１から取れる偏光分離素子１００を多くできる。加えて上記の工程を取ると、図８に示したように有機複屈折膜５を接着する接着層厚さを面内で略均一にすることができる。
【００７４】
実施例４
本発明の実施例４の作成方法を説明する。
図６（ａ）直径１６５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定した。その後スピンテーブル１０を１０〜５０ｒｐｍで回転させながら、透明基板１の中央部にディスペンサー１２を用いて屈折率１．５８、粘度：６００ｃｐのエポキシ系紫外線硬化型接着剤３を８〜１２ｇ滴下した。滴下後スピンテーブル１０を４００ｒｐｍで回転させ、図６（ｂ）に示すように、透明基板１全面に紫外線硬化型接着剤３を広げ、その後スピンテーブル１０の回転を停止する。
【００７５】
図６（ｃ）では、有機複屈折膜５の中心をスピンテーブル１０の回転中心に略合わせながら、後述の載置装置を用いて紫外線硬化型接着剤３の上に、直径１５５ｍｍ、厚さ９０μｍの有機複屈折膜５を載せる。
【００７６】
図６（ｄ）では、載置後、スピンテーブル１０を６００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（Ｘ）＝６００ｒｐｍ）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。そしてスピンテーブル１０の回転を停止し有機複屈折膜５の位置ずれを観察し、有機複屈折膜５が透明基板１上で動いていた場合は調整治具２０を用いて有機複屈折膜５の位置修正を行い、再度６００ｒｐｍで回転し、有機複屈折膜５が透明基板１上で位置ズレを起こさなくなるまで図６（ｄ）に示す工程を繰り返す。なお６００ｒｐｍでのＴ１（Ｘ）の総和は１０秒とした。
【００７７】
図６（ｅ）では、図６（ｄ）の工程後、スピンテーブル１０を１０００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（Ｘ）＝１０００ｒｐｍ）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。そしてスピンテーブル１０の回転を停止し有機複屈折膜５の位置ずれを観察し、有機複屈折膜５が透明基板１上で動いていた場合は調整治具２０を用いて有機複屈折膜５の位置修正を行い、再度１０００ｒｐｍで回転し、有機複屈折膜５が透明基板１上で位置ズレを起こさなくなるまで図６（ｅ）の工程を繰り返す。なお１０００ｒｐｍでのＴ１（Ｘ）の総和は３０秒とした。
【００７８】
図６（ｆ）では、さらにスピンテーブル１０を１５００ｒｐｍで第１の回転（Ｒ１（Ｘ）＝１５００ｒｐｍ）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。そしてスピンテーブル１０の回転を停止し有機複屈折膜５の位置ずれを観察し、有機複屈折膜５が透明基板１上で動いていた場合は調整治具２０を用いて有機複屈折膜の位置修正を行い、再度１５００ｒｐｍで回転し、有機複屈折膜５が透明基板１上で位置ズレを起こさなくなるまで図６（ｆ）の工程を繰り返す。なお１５００ｒｐｍでのＴ１（Ｘ）の総和は８０秒とした。
【００７９】
図６（ｇ）では、図６（ｆ）の工程後、スピンテーブル１０を回転（第２の回転、３ステップで回転数を６００ｒｐｍから１５００ｒｐｍに上げた。よってＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］は１５００ｒｐｍとなる）し、１５００ｒｐｍで５秒保持した後、１５００ｒｐｍで回転させながら有機複屈折膜５側から図示しないメタルハライドランプを用いて第２の紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化型接着剤３を徐々に半硬化させた。なお第２の紫外線照射のエネルギーは、実施例３と同様に実施例１で用いた第１の紫外線の約３０％のエネルギーで照射した。また第２の紫外線を照射している間に、完全硬化前の紫外線硬化型接着剤３を溶解し、かつ有機複屈折膜５を溶解しない有機溶媒３１（本例ではアセトンを使用）を有機複屈折膜５と透明基板１の境界にリンス機構３０より滴下し、透明基板周辺の接着剤残を除去した。
【００８０】
図６（ｈ）では、半硬化工程後、スピンテーブル１０の回転を停止し、有機複屈折膜５側からメタルハライドランプを用いて第１の紫外線を照射し、紫外線硬化型接着剤３を完全に硬化させた。
【００８１】
図６（ａ）〜図６（ｈ）の工程を行い、３枚の透明基板１に対して有機複屈折膜５を接着した基板Ｄ〜Ｆを作製した。この３枚の基板Ｄ〜Ｆは、第１の回転Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和が一定である。つまり６００ｒｐｍで１０秒、１０００ｒｐｍで３０秒、１５００ｒｐｍで８０秒回転させているが、３枚の基板間ではＴ１（Ｘ）自体は一致していない。
【００８２】
図６（ｉ）では、硬化後ダイシングソー１０を用いて前記の基板Ｄ〜Ｆを切断し、２００倍の金属顕微鏡で断面を観察し、基板の直径方向での接着層厚さを測定（測定範囲：有機複屈折膜端から５〜１３０ｍｍ）した。直径方向での平均膜厚、最大値、最小値を図９に示す。基板Ｄ〜Ｆにおいて、接着層の平均膜厚は３２〜３３μｍであり、実施例２と同様に基板間での紫外線硬化型接着剤３の変動は数μｍ程度であった。
【００８３】
実施例４の作製方法によれば、透明基板１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５を接着工程が、上記の工程からなり、第１の回転によって有機複屈折膜５が透明基板１上で略動かなくなるまで、第１回転工程と修正工程とを繰り返し、かつ第１の回転が複数の回転数を有する場合、Ｘ回目の第１の回転の回転数をＲ１（Ｘ）［ｒｐｍ］、第２回転工程での第２の回転での最大の回転数をＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］すると、
Ｒ２ｍａｘ＝Ｒ１（Ｘ）≧Ｒ１（Ｘ−１）≧・・・≧ Ｒ１（１） 但しＸ≧２の関係になっている場合、Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和を一定にすることによって複数の基板間での接着層厚さの変動を抑制することができる。また図６（ａ）〜図６（ｈ）と同じ工程で、３枚の透明基板に対して有機複屈折膜５を接着し、実施例３と同様に有機複屈折膜５に回折格子６３を形成し、光学的に等方的なエポキシ系紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）１１を用いて直径１６５ｍｍ、厚み１ｍｍの対向透明基板（材質：ショット製光学ガラスＢＫ７、裏面に反射防止膜あり）を接着し、図６（ｋ）に示すダイシングソー１５を用いて５ｍｍ角に切りだし、複数の偏光分離素子１０１を完成させた。各基板の任意の５個の偏光分離素子１０１について回折効率を測定した結果、回折効率は略均一であった。これは各基板間で有機複屈折膜を接着する接着層の膜厚が均一であるためと予想される。
【００８４】
実施例１〜４において、透明基板１に紫外線硬化型接着剤３を塗布する方法は、透明基板１を回転しながらディスペンサー１２から紫外線硬化型接着剤３を滴下し、その後回転数を上げて均一な塗布厚さを得る方法を採用しているが、スピンテーブル１０を停止してディスペンサー１２から紫外線硬化型接着剤３を滴下し、その後透明基板１、すなわち、スピンテーブル１０を回転させて紫外線硬化型接着剤３を透明基板全面に広げても良い。また、本発明は上記の塗布方法に限定される必要は無く、均一な塗布厚さが得られる方法であれば何ら構わず、例えばスプレー法やロールコート法を用いることでも無論構わない。
【００８５】
実施例５
図１０は、本発明の光ピックアップ装置の一構成例を示す。図１０に示すＣＤ−ＲＷ用の光ピックアップ装置２００は、ＣＤからの情報の読み取りと、ＣＤ−ＲＷに対する情報の書き込みと情報の読み取りを行うものである。光ピックアップ装置では、レーザーダイオード８１から出射された波長７８０ｎｍの光は実施例１の偏光分離素子１００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、ＣＤ−ＲＷ９０を照射する。照射された光は、ＣＤ−ＲＷ９０の記録ピットで反射され、その反射光はλ／４波長板８６で直線偏光になった後、偏光分離素子８３で回折してフォトダイオード８９に導かれ、フォーカス検出、トラック検出、信号検出が行われる。
【００８６】
本実施例の光ピックアップ装置を用い、ＣＤ−ＲＷ９０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ＣＤ−ＲＷ用の光ピックアップ装置と同等の再生信号出力を得ることができ、本実施例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記録／再生特性を持つことが確認できた。また本実施例のピックアップ装置では、偏光分離素子１００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おり、従来の光ピックアップ装置と比較して小型化が実現できた。
【００８７】
実施例６
図１１は、本発明の光ピックアップ装置の別な構成例を示す。図１１に示すＤＶＤ用の光ピックアップ装置３００は、ＣＤからの情報の読み取りと、ＤＶＤ−ＲＯＭ９１に対する情報の読み取りを行うものである。ＤＶＤ用の光ピックアッ装置では、レーザーダイオード８２から出射された波長６８０ｎｍの光は実施例３の偏光分離素子１０１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、ＤＶＤ−ＲＯＭ９１を照射する。ＤＶＤ−ＲＯＭ９１の記録ピットからの反射光はλ／４波長板８６で直線偏光になった後、偏光分離素子１０１で回折してフォトダイオード８９に導かれ、フォーカス検出、トラック検出、信号検出が行われる。
【００８８】
本実施例の光ピックアップ装置を用い、ＤＶＤ−ＲＯＭ９１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とλ／４波長板を組み合わせた従来の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、本例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が確認できた。また、本実施例の光ピックアップ装置では、偏光分離素子１０１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化となった。
【００８９】
実施例７
図１２は、本発明の有機複屈折膜の接着装置の一例を示す。この接着装置４００は、透明基板１を保持するスピンテーブル１０、スピンテーブル１０を回転させるステッピングモーター７１と図示しない駆動伝達機構を有する回転機構７０、透明基板１に紫外線硬化型接着剤３を塗布する塗布機構としてのディスペンサー１２、２本の吸着アーム５０，５０によって有機複屈折膜５の両端を吸着保持し、透明基板１上に塗布された紫外線硬化型接着剤３上に有機複屈折膜５を載置する載置機構５５、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動して位置を修正する位置調整機構４０、硬化前の紫外線硬化型接着剤を溶解しかつ有機複屈折膜を溶解しない有機溶媒（図１、図６参照）を透明基板１に滴下するリンス機構３０、透明基板１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等から構成されている。位置調整機構４４は、Ｘ、Ｙ方向に可動できる２軸アーム４１の先端に調整治具２０が装着されていて、この調整治具２０を用いて実施例１〜４で説明したように有機複屈折膜５を押し、透明基板１上を滑らせる機構になっている。
【００９０】
本実施例の接着装置を用いて有機複屈折膜５を接着する手順を次に説明する。直径１６５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定する。その後透明基板１の中央部にロボットアーム３１によってディスペンサー１２を移動し、スピンテーブル１０を２０ｒｐｍで回転させながら、透明基板１の中央部にディスペンサー１２を用いて屈折率１．５２、粘度５００ｃｐのアクリル系紫外線硬化型接着剤３を１０g滴下する。
【００９１】
その後ディスペンサー１２を図に示す元の位置に戻し、スピンテーブル１０を３００ｒｐｍで回転させ、透明基板１全面に紫外線硬化型接着剤３を広げ、その後スピンテーブル１０の回転を停止する。その後直径１５５ｍｍ、厚さ８０μｍの有機複屈折膜５の両端を載置機構５５の２本の吸着アーム５０，５０に真空吸着して保持し、載置機構５５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の回転中心に略合わせながら２本の吸着アーム５０，５０の真空吸着を徐々に解除して、透明基板全面に広げられた紫外線硬化型接着剤３の上に有機複屈折膜５を載せる。
【００９２】
その後載置装置５５を図に示す元の位置に戻し、スピンテーブル１０を４００ｒｐｍで回転（第１の回転）させ、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。その後スピンテーブル１０の回転を停止し、２軸アーム４１を動かして調整治具２０を有機複屈折膜５の側面に突き当て、有機複屈折膜５の位置ズレに応じて２軸アームをＸ，Ｙ方向に動かし、調整治具２０で有機複屈折膜５を押して透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜５の位置修正を行う。
【００９３】
位置調整終了後、２軸アーム４１を元の位置に戻し、再度透明基板１を４００ｒｐｍで回転（第１の回転）し、第１の回転によって有機複屈折膜５が透明基板１上で動かなくなるまで上記の操作を繰り返す。その後スピンテーブル１０を７００ｒｐｍで回転（第１の回転）させ、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。
【００９４】
その後スピンテーブル１０の回転を停止し、２軸アーム４１を動かして調整治具２０を有機複屈折膜５の側面に突き当て、有機複屈折膜５の位置ズレに応じて２軸アーム４１をＸ，Ｙ方向に動かし有機複屈折膜５を調整治具２０で押し、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動して有機複屈折膜５の位置修正を行う。
【００９５】
位置調整終了後、２軸アーム４１を図に示す元の位置に戻し、再度透明基板１を７００ｒｐｍで回転（第１の回転）し、第１の回転によって有機複屈折膜５が透明基板１上で動かなくなるまで上記の操作を繰り返す。その後スピンテーブルを９００ｒｐｍで回転（第１の回転）させ、紫外線硬化型接着剤３を振り切る。
【００９６】
その後スピンテーブル１０の回転を停止し、２軸アーム４１を動かして調整治具２０を有機複屈折膜５の側面に突き当て、有機複屈折膜５の位置ズレに応じて２軸アーム４１をＸ，Ｙ方向に動かし有機複屈折膜５を調整治具２０で押し、有機複屈折膜５を透明基板１上で滑動して、その位置修正を行う。位置調整終了後、２軸アーム４１を図に示す元の位置に戻し、再度、透明基板１を９００ｒｐｍで回転（第１の回転）し、第１の回転によって有機複屈折膜５が透明基板１上で動かなくなるまで上記の操作を繰り返す。
【００９７】
その後第２の回転（３ステップで４００ｒｐｍから９００ｒｐｍに回転数を上げる）を行い、紫外線硬化型接着剤３を振り切り、接着層厚さを面内で一定にする。また、第２の回転中に有機複屈折膜上にリンス機構３０を移動して、硬化前の紫外線硬化型接着剤３を溶解しかつ有機複屈折膜５を溶解しない有機溶媒（本例ではイソプロピルアルコールを使用）を滴下し、基板周辺部に残っていた紫外線硬化型接着剤を除去する。
【００９８】
その後スピンテーブル１０の回転を停止し、リンス機構３０を元の位置に戻す。そして透明基板１上に紫外線照射機構６０を移動し、有機複屈折膜５側、すなわち本例では紙面垂直方向から第１の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤３を硬化させる。紫外線照射終了後、紫外線照射機構６０を図に示す元の位置に戻し、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。
【００９９】
図１２に示すような構成の接着装置を用いると、実施例１、２の偏光分離素子１００の作製方法を実現できるため、透明基板１からの有機複屈折膜５のはみ出しを防止できる。またリンス機構３０から硬化前の紫外線硬化型接着剤３を溶解し、かつ有機複屈折膜５を溶解しない有機溶媒を滴下するため、基板周辺部に残っていた紫外線硬化型接着剤３を除去できる。
【０１００】
また、第１の回転Ｒ１（Ｘ）が複数個の回転数を有する場合、Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和を一定にすることによって、実施例３の偏光分離素子１０１の作製方法を実現できることから、基板間での接着層厚さの変動（バラツキ）を抑えることができる。
【０１０１】
本例では第２の回転の終了後に第１の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化したが、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側から第２の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤３を半硬化させ、その後スピンテーブ１０ルの回転を停止し、リンス機構３０を元の位置に戻し、さらに紫外線照射機構６０から有機複屈折膜５側から第１の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤３を硬化させると、実施例３、４の偏光分離素子の作製方法を実現できるため、透明基板１からの有機複屈折膜５のはみ出しや位置ズレをより確実に抑制することができる。
【０１０２】
さらに第１の回転Ｒ１（Ｘ）が複数の回転数を有する場合、Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和を一定にすることによって、実施例４の偏光分離素子の作製方法を実現できることから、基板間での接着層厚さの変動（バラツキ）を抑えることができる。
【０１０３】
本例では紫外線照射機構６０は１つであるため、第１、第２の紫外線照射では照射時間や照射距離等を変えて第１の紫外線と第２の紫外線を照射するが、光強度の異なる２つの紫外線照射機構を配設し、各々第１の紫外線と第２の紫外線を照射する構成であっても良い。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の回転によって有機複屈折膜が透明基板上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返し、その後、第２回転工程及び硬化工程を行うことで、透明基板からの有機複屈折膜のはみ出しが抑制され、回折格子を形成するためのリソグラフィー／ドライエッチング工程等において、装置内や工程間の搬送で基板側面をクランプすることができ、搬送不良の発生を抑制することができる。
【０１０５】
本発明によれば、第１の回転によって有機複屈折膜が透明基板上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返し、その後、第２回転工程、半硬化工程、硬化工程を行うことで、紫外線硬化型接着剤が第２の回転中に半硬化して高粘度化されるので、透明基板からの有機複屈折膜のはみ出しがさらに抑制され、回折格子を形成するためのリソグラフィー／ドライエッチング工程等において、装置内や工程間の搬送で基板側面をクランプすることができ、搬送不良の発生をより抑制することができる。
【０１０６】
本発明によれば、Ｘ回目の第１の回転の回転数をＲ１（Ｘ）［ｒｐｍ］、第２回転工程での第２の回転での最大の回転数をＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］すると、Ｒ２ｍａｘ＝Ｒ１（Ｘ）≧Ｒ１（Ｘ−１）≧・・・≧Ｒ１（１） 但しＸ≧２の関係としているので、第１回転工程と修正工程とを繰り返す毎に回転数が増加し、最終的には第１の回転の回転数は第２の回転の最大値、つまりＲ２ｍａｘと一致する。このため、第１の回転の回転数が第２の回転の最大値（Ｒ２ｍａｘ）に一致した時も、有機複屈折膜が透明基板上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返すことで、第１の回転を行った後、第２の回転を実施するので有機複屈折膜は透明基板上で動きにくくなり、有機複屈折膜の端部と透明基板の端部の距離を小さくできる。このため、基板上での偏光分離素子を形成できる面積が大きくなり、１枚の基板から取れる偏光分離素子を多くすることができて生産効率がよくなるとともに、有機複屈折膜を接着する接着層厚さを面内で略均一にすることができる。また、半硬化工程を有する場合、紫外線硬化型接着剤の高粘度化により透明基板上で有機複屈折膜が動きにくくなるので、有機複屈折膜の端部と透明基板の端部の距離をさらに小さくでき、基板上で偏光分離素子を形成できる面積をより一層広くでき、１枚の基板から取れる偏光分離素子をさらに多くできて、生産効率がより良くなる。
【０１０７】
本発明によれば、第１回転工程と修正工程を繰り返し、かつＲ１（Ｘ）が複数の回転数を有する場合、Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和を透明基板間で一定としているので、基板間において有機複屈折膜を接着する接着層厚さの変動を抑制することができる。
【０１０８】
本発明によれば、有機複屈折膜の接着工程で透明基板からの有機複屈折膜のはみ出しや位置ズレを抑制できるので、リソグラフィー／ドライエッチング工程等において、装置内や工程間の搬送で基板側面をクランプしても搬送不良が発生しにくいので、歩留が向上する。特に、Ｒ１（Ｘ）が複数の回転数を有する場合、Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和を一定として作製した場合、基板間で接着層の厚さ変動が小さいので、個々の偏光分離素子間での回折効率を揃えることができる。
【０１０９】
本発明によれば、有機複屈折膜に回折格子を設けた偏光分離素子を光ピックアップ装置に用いることで、従来のプリズムを接着したビームスプリッタよりも小型化が可能なので、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。
【０１１０】
本発明によれば、上記効果を有する偏光分離素子の作製方法を実現できるので、有機複屈折膜の接着工程において透明基板からの有機複屈折膜のはみ出しや位置ズレを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】偏光分離素子の作製方法の一例を示す工程図である。
【図２】有機複屈折膜の位置ずれ状態と修正後の状態を示す斜視図である。
【図３】実施例１における第１の回転の回転数と回転時間の推移を示す図である。
【図４】実施例１での接着層の膜厚の変位状態を示す図である。
【図５】実施例２での接着層の膜厚の変化状態を示す図である。
【図６】偏光分離素子の作製方法の別な例を示す工程図である。
【図７】実施例３における第１の回転の回転数と回転時間の推移を示す図である。
【図８】実施例３での接着層の膜厚の変位状態を示す図である。
【図９】実施例４での接着層の膜厚の変位状態を示す図である。
【図１０】光ピックアップ装置の一例を示す図である。
【図１１】光ピックアップ装置の別な例を示す図である。
【図１２】有機複屈折膜の接着装置の一例を示す図である。
【図１３】従来の偏光分離素子の作製方法を示す工程図である。
【図１４】貼り合わせ光ディスクの作製方法を示す工程図である。
【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
１０ スピンテーブル
１２ 塗布機構
４０ 位置調整機構
５５ 載置機構
６０ 紫外線照射機構
６１，６３ 凹凸による回折格子
７０ 回転機構
１００，１０１ 偏光分離素子
２００，３００ 光ピックアップ装置
４００ 接着装置

Claims (7)

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、
   前記接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程、紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載せるセット工程、有機複屈折膜が載せられた透明基板を第１の回転で回転する第１回転工程、第１の回転で回転する透明基板の回転を止めて有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置修正を行う修正工程、透明基板を第２の回転で回転する第２回転工程、第２の回転で回転する透明基板の回転を止め、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する硬化工程を有し、
   第１の回転によって有機複屈折膜が透明基板上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返し、その後、第２回転工程と硬化工程とを行うことを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
2. 請求項１項に記載の偏光分離素子の作製方法において、
   第１回転工程と修正工程を繰り返し、かつ第１回転工程での透明基板の回転が複数の回転数を有する場合、Ｘ回目の第１の回転の回転数をＲ１（Ｘ）［ｒｐｍ］、第２回転工程での第２の回転の最大の回転数をＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］すると、Ｒ２ｍａｘ＝Ｒ１（Ｘ）≧Ｒ１（Ｘ−１）≧・・・≧Ｒ１（１） 但しＸ≧２の関係にあることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
3. 請求項２項に記載の偏光分離素子の作製方法において、
   第１回転工程と修正工程を繰り返し、かつＲ１（Ｘ）が複数の回転数を有する場合、Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和が透明基板間で一定であ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工程と、前記の有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、前記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状の回折格子を形成する工程からなる偏光分離素子の作製方法において、
   前記接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程、紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載せるセット工程、有機複屈折膜が載せられた透明基板を第１の回転で回転する第１回転工程、第１の回転で回転する透明基板の回転を止めて有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置修正を行う修正工程、透明基板を第２の回転で回転する第２回転工程、第２回転工程中に紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を半硬化する半硬化工程、第２の回転で回転する透明基板の回転を止め、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する硬化工程を有し、
   第１の回転によって有機複屈折膜が透明基板上で略動かなくなるまで第１回転工程と修正工程とを繰り返し、その後、第２回転工程、半硬化工程、硬化工程を行うことを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
5. 請求項４項に記載の偏光分離素子の作製方法において、
   第１回転工程と修正工程を繰り返し、かつ第１回転工程での透明基板の回転が複数の回転数を有する場合、Ｘ回目の第１の回転の回転数をＲ１（Ｘ）［ｒｐｍ］、第２回転工程での第２の回転の最大の回転数をＲ２ｍａｘ［ｒｐｍ］すると、Ｒ２ｍａｘ＝Ｒ１（Ｘ）≧Ｒ１（Ｘ−１）≧・・・≧Ｒ１（１） 但しＸ≧２の関係にあることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
6. 請求項５項に記載の偏光分離素子の作製方法において、
   第１回転工程と修正工程を繰り返し、かつＲ１（Ｘ）が複数の回転数を有する場合、Ｒ１（Ｘ）が等しい時の回転時間の総和が透明基板間で一定であることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
7. 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、
   上記透明基板上に載置された有機複屈折膜を当該透明基板上で滑動して位置を修正する位置調整機構と、
   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する有機複屈折膜の接着装置。

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