偏光変換素子の製造方法
【課題】光線の透過特性の良好な偏光変換素子の製造方法を提供する。
【解決手段】ＰＢＳ４の出射面のうち、複数のλ／２位相差板５が貼り付けられるλ／２位相差板固定領域５'と異なる領域、即ち、複数の第２の透光性部材２４の出射面に複数のマスキングテープ４０を貼り合わせる。マスキングテープ４０は、第２の透光性部材２４の出射面のうち少なくとも光線の透過領域を覆って、且つ、第１の透光性部材１４の出射面のうちλ／２位相差板固定領域５'にかからないように貼り付ける。次に、λ／２位相差板固定領域５'に、光学接着材を塗布する。次に、ＰＢＳ４のλ／２位相差板固定領域５にλ／２位相差板５を位置決めして仮固定する。次に、接着剤を硬化させて、λ／２位相差板５'を固定する。そして、マスキングテープ４０を剥離することにより、ＰＢＳ４の出射面の一部に複数のλ／２位相差板５が選択的に固定された偏光変換素子を得る。
【解決手段】ＰＢＳ４の出射面のうち、複数のλ／２位相差板５が貼り付けられるλ／２位相差板固定領域５'と異なる領域、即ち、複数の第２の透光性部材２４の出射面に複数のマスキングテープ４０を貼り合わせる。マスキングテープ４０は、第２の透光性部材２４の出射面のうち少なくとも光線の透過領域を覆って、且つ、第１の透光性部材１４の出射面のうちλ／２位相差板固定領域５'にかからないように貼り付ける。次に、λ／２位相差板固定領域５'に、光学接着材を塗布する。次に、ＰＢＳ４のλ／２位相差板固定領域５にλ／２位相差板５を位置決めして仮固定する。次に、接着剤を硬化させて、λ／２位相差板５'を固定する。そして、マスキングテープ４０を剥離することにより、ＰＢＳ４の出射面の一部に複数のλ／２位相差板５が選択的に固定された偏光変換素子を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光変換素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ランダムな偏光方向を有する光を、一方向の偏光方向を有する光に変換する光学素子である偏光変換素子として、入射されたランダム光をＳ波とＰ波とに分離して出射するプレート型の偏光分離素子（以下、「ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）」という）の出射面の一部に、Ｓ波またはＰ波に偏光方向を揃えるλ／２位相差板が選択的に設けられたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の偏光変換素子は、ＰＢＳの出射面の一部に、複数のλ／２位相差板（１／２波長板）が選択的に設けられて構成されている。ＰＢＳは、光の入射面および該入射面と略平行な光の出射面を有する同一形状の第１の透光性部材（第１のプリズム）および第２の透光性部材をそれぞれ複数有している。第１の透光性部材の入射面および出射面と所定の角度をなす面には偏光分離膜が形成された偏光分離膜面（ダイクロイック膜面）を有し、該偏光分離膜面と略平行な面には反射膜が形成された反射膜面を有している。このような第１の透光性部材と第２の透光性部材とが、交互に複数周期貼り合わされて、プレート型のＰＢＳが構成されている。そして、ＰＢＳの出射面において、複数の第１の透光性部材の出射面の出射面に、λ／２位相差板が接着剤により接着されて設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０９８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の偏光変換素子において、ＰＢＳに接着剤によりλ／２位相差板を貼り付けるときには、貼り付け強度および貼り付け時に発生する気泡の除去性を確保するために、十分な塗布量の接着剤を塗布する必要がある。このため、接着剤の塗布時、および、接着剤を介してＰＢＳの出射面にλ／２位相差板を貼り付ける際に、λ／２位相差板が固定される領域から接着剤がはみ出しやすい。このように、λ／２位相差板の固定領域からはみ出した接着剤が、ＰＢＳの出射面の光線の透過領域にまで至った場合には、接着剤により透過光の光の拡散が生じて光の透過効率が部分的に低下し、透過光の光量が不均一になったり、全体的な照度の低下を招いたりするなど、偏光変換素子の光学特性を劣化させる虞があるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
〔適用例１〕本適用例にかかる偏光変換素子の製造方法は、断面が略平行四辺形の柱状体からなる第１の透光性部材および第２の透光性部材がそれぞれ交互に複数周期貼り合わされ、光の入射面および該入射面と略平行な光の出射面を有し、前記入射面と所定の角度をなす偏光分離膜面と全反射膜面とを有して形成された積層体であるプレート型の偏光分離素子を備え、該偏光分離素子の出射面において、前記第１の透光性部材または前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、いずれか一方の前記出射面の少なくとも光線の透過領域を含むλ／２位相差板固定領域にλ／２位相差板が接着剤により固定されて設けられた偏光変換素子の製造方法であって、前記偏光分離素子を作成する偏光分離素子作成工程と、前記偏光分離素子の前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記λ／２位相差板が設けられる前記出射面とは異なる前記出射面の少なくとも光線の透過領域を覆うようにマスキングテープを貼り付けるマスキングテープ貼り付け工程と、前記マスキングテープ貼り付け工程の後で、前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記λ／２位相差板が設けられる前記出射面の少なくとも前記λ／２位相差板固定領域に前記接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記接着剤塗布工程の後で、前記接着剤が塗布された前記λ／２位相差板固定領域に前記λ／２位相差板を位置合わせして仮固定するλ／２位相差板位置決め・仮固定工程と、前記接着剤を硬化させる接着剤硬化工程と、前記マスキングテープを剥離するマスキングテープ剥離工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、マスキングテープにより、第１の透光性部材および第２の透光性部材それぞれの出射面のうち、λ／２位相差板が貼り付けられる一方の出射面に、他方の出射面の光線の透過領域に接着剤をはみ出させることなくλ／２位相差板を接着することができる。これにより、光線の透過領域に接着剤がはみ出した場合に起こり得る光の透過効率の低下を防止できるので、光の透過効率が高く、均一な光透過性を有する偏光変換素子を製造することができる。
【０００９】
〔適用例２〕上記適用例にかかる偏光変換素子の製造方法において、前記マスキングテープ貼り付け工程で、前記マスキングテープが、前記λ／２位相差板固定領域に沿って且つ前記λ／２位相差板固定領域にかからない大きさを有して貼り付けられることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、λ／２位相差板位置決め・仮固定工程において、マスキングテープの端面部分をガイドとしてλ／２位相差板を容易に且つ精度よく位置決めすることができるので、作業性が向上して工程の効率化が図れるとともに、λ／２位相差板の位置ずれ不良が軽減する。
【００１１】
〔適用例３〕上記適用例にかかる偏光変換素子の製造方法において、前記マスキングテープの厚みが、前記λ／２位相差板よりも薄いことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、λ／２位相差板位置決め・仮固定工程において、位置決めされた複数のλ／２位相差板を押圧ツールにより一括して押圧することにより、複数のλ／２位相差板を、均一な密着性にて仮固定することができる。
【００１３】
〔適用例４〕上記適用例にかかる偏光変換素子の製造方法において、前記マスキングテープが、前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記マスキングテープが貼り付けられる前記出射面の少なくとも一端側の外側に突出された部分を加えた大きさを有していることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、マスキングテープの透光性部材から突出された部分がつかみ易いので、マスキングテープを剥離する工程の作業性が向上する。
【００１５】
〔適用例５〕上記適用例にかかる偏光変換素子の製造方法において、前記接着剤塗布工程で用いる前記接着剤には、未硬化状態において、前記λ／２位相差板位置決め・仮固定工程において仮固定されたときの前記λ／２位相差板が容易に動かないように保持できる粘着性を有するものが用いられ、前記λ／２位相差板位置決め・仮固定工程の後で、前記マスキングテープ剥離工程が行われることことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、λ／２位相差板位置決め・仮固定工程の後で、λ／２位相差板にきずや汚れなどの不良特性が発見された場合に、比較的容易に不良のλ／２位相差板を取り外して良品のλ／２位相差板に交換することが可能になるので、製造歩留りを向上させる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、偏光変換素子の製造方法の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
まず、本実施形態の製造方法により製造される偏光変換素子の一例について説明する。
図１は、偏光変換素子の一実施形態を示し、偏光分離素子（以下ＰＢＳという）の出射面の一部に選択的に貼り付けられて設けられたλ／２位相差板を光学系構造の液晶パネル側からみた正面図である。図２は、本実施形態の偏光変換素子を用いた光学系構成の一例として、一般的な液晶プロジェクタの光学系構成を模式的に示す説明図である。図３は、本実施形態の偏光変換素子の光学的な作用を説明する側面図である。
【００１９】
〔偏光変換素子〕
まず、本実施形態の製造方法により製造される偏光変換素子について説明する。
図１に示すように、偏光変換素子６は、断面が略平行四辺形の柱状の第１の透光性部材１４と第２の透光性部材２４とが交互に複数周期貼り合わされて構成されたＰＢＳ４と、該ＰＢＳ４の一部に選択的に設けられた複数のλ／２位相差板５とを有している。本実施形態では、λ／２位相差板５は、ＰＢＳ４のうち第１の透光性部材１４の光の出射面側に貼り付けられて設けられている。
【００２０】
第１および第２の透光性部材１４，２４としては、板ガラスが用いられる。ただし、ガラス以外の透光性の板状材料を用いることもできる。また、第１の透光性部材１４と第２の透光性部材２４とのいずれか一方を、他方とは異なる色を有する材料を用いるようにしてもよい。例えば、一方の部材を無色透明な板ガラスで形成し、他方の部材を青色で透明な板ガラスで形成するようにしてもよい。このようにすれば、ＰＢＳ４を作成するとき、また、ＰＢＳ４あるいは偏光変換素子６として完成した後で、第１の透光性部材１４と第２の透光性部材２４との区別をつけやすいという利点がある。なお、板ガラスとしては、磨き板ガラスやフロートガラスが好ましく、特に、磨き板ガラスが好ましい。
【００２１】
図３に示す偏光変換素子６において、交互に貼り合わされてＰＢＳ４を形成する第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４のそれぞれの略平行な二つの表面のうち、一方の表面には偏光分離膜面４ａが形成され、他方の表面には全反射膜面４ｂが形成されている。本実施形態のＰＢＳ４においては、第１の透光性部材１４の略平行な二つの表面のうち、一方の表面上に偏光分離膜面４ａが形成され、他方の表面上に全反射膜面４ｂが形成され、第２の透光性部材２４の表面には、これらの膜のいずれも形成されていない構成を示している。
【００２２】
偏光分離膜面４ａは、Ｓ偏光とＰ偏光のいずれか一方を選択的に透過させ、他方を選択的に反射する性質を有する偏光分離膜からなっている。通常、このような性質を有する誘電体多層膜を積層することによって、偏光分離膜面４ａが形成される。
【００２３】
全反射膜面４ｂは、偏光分離膜面４ａを構成する偏光分離膜とは異なる組成および構成を有する誘電体多層膜を積層することによって形成される全反射膜からなっている。誘電体多層膜を積層することによって形成される全反射膜面４ｂは、特定の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を約９８％程度の高い反射率で反射することができるので好ましい。全反射膜面４ｂは、偏光分離膜面４ａで反射された直線偏光成分（Ｓ偏光またはＰ偏光）のみを選択的に反射し、他の直線偏光成分は反射しないような誘電体多層膜で構成されたものが好ましい。なお、全反射膜面４ｂは、アルミニウムなどを蒸着することによって形成するようにしてもよい。
以上、説明した構成の第１の透光性部材１４と第２の透光性部材２４とは、例えば紫外線硬化タイプの光学接着剤によって交互に複数周期貼り合わされ、これによりＰＢＳ４が形成されている。
【００２４】
ＰＢＳ４の出射面の一部には、水晶の薄板からなるλ／２位相差板５が、選択的に貼り付けられて設けられている。本実施形態の偏光変換素子６においては、λ／２位相差板５は、ＰＢＳ４の出射面（図３において左側の面）うちで、第１の透光性部材１４の出射面に設けられている。
本実施形態の水晶からなるλ／２位相差板５は、従来の有機物からなるフィルム状のλ／２位相差板のように、耐熱性や耐光性が極めて弱い特殊な接着剤を用いなくてもよく、所謂光学接着剤と呼ばれる耐熱性や耐光性に優れた接着剤によりＰＢＳ４に貼り付けることができる。また、水晶からなるλ／２位相差板５は、それ自体が有機物からなるλ／２位相差板に比して耐熱性や耐光性に優れている。
【００２５】
〔偏光変換素子を用いた光学系構成〕
ここで、偏光変換素子６を用いた光学系構成の一例として、一般的な液晶プロジェクタの光学系の構成を説明する。
図２に示すように、一般的に、液晶プロジェクタは、光源ランプ１、第１のフライアイレンズ２、第２のフライアイレンズ３、偏光変換素子６、照明系レンズ７ａ，７ｂ、偏光子８、液晶パネル９、検光子１０、および投射レンズ１１により構成されている。
ここで、第１のフライアイレンズ２は、複数の矩形状のレンズセルからなり、また、第２のフライアイレンズ３は、第１のフライアイレンズ２の各レンズセルに対応して配置されている矩形状のレンズセルの集合体からなっており、光源ランプ１からのアーク像を二次光源像として投射させる。
また、偏光変換素子６は、第２のフライアイレンズ３から出射されたランダム光をＳ波とＰ波に分離するものであり、ここで、λ／２位相差板５は、偏光変換素子６のＰＢＳ４から出射された光をＳ波またはＰ波のいずれかの偏光方向に揃えるためのものである。以下、液晶プロジェクタの光学系構成における偏光変換素子６の作用について図３を参照して詳細に説明する。
【００２６】
〔偏光変換素子の作用〕
図３において、本実施形態の一例を示すＰＢＳ４とλ／２位相差板５とからなる偏光変換素子６に、複数のレンズセルからなる第２のフライアイレンズ３から入射されてくるランダム光（Ｐ波＋Ｓ波）は、ＰＢＳ４の偏光分離膜面４ａにおいて、Ｐ波が透過光とされ、Ｓ波は反射光とされて分光される。偏光分離膜面４ａで反射されたＳ波は、さらに、ＰＢＳ４の全反射膜面４ｂで反射され、照明系レンズ７ａの方向（図面左方向、図２を参照）に出射される。一方、偏光分離膜面４ａを透過したＰ波は、ＰＢＳ４の出射側側面に貼り付けられたλ／２位相差板５に入射する。
【００２７】
ここで、本実施形態のλ／２位相差板５は、旋光特性を有する水晶板からなり、水晶板の光学軸はＰ波に対して４５°に設定されている。このため、λ／２位相差板５に入射されたＰ波は、λ／２位相差板５を構成する水晶板により９０°旋光されて、Ｓ波の偏波光とされて、照明系レンズ７ａの方向（図面左方向、図２を参照）に出射される。よって、照明系レンズ７ａの方向に出射される光は、偏光分離膜面４ａを透過したＰ波もλ／２位相差板５によりＳ波に旋光されることにより、偏光分離膜面４ａで反射され、全反射膜面４ｂでさらに反射されたＳ波と偏光方向が揃う状態になる。
【００２８】
〔偏光変換素子の製造方法〕
次に、偏光変換素子６の製造方法の一実施形態について、ＰＢＳ４へのλ／２位相差板５の貼り付け方法を中心に図面を参照して説明する。
図４は、偏光変換素子６の製造工程を説明するフローチャートである。また、図５は、偏光変換素子６の製造工程において、ＰＢＳ４にλ／２位相差板５を貼り付けるステップを説明するものであり、（ａ）は、ＰＢＳ４にマスキングテープ４０を貼り付けた状態を示す正面図、（ｂ）は、λ／２位相差板５を貼り付けた状態を示す正面図である。
【００２９】
偏光変換素子６の製造の開始にあたっては、まず、図４のステップＳ１の工程において、ＰＢＳ４を公知の方法により作成する。
この工程では、板状のガラスからなる複数の第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４をそれぞれ準備する。第１の透光性部材１４の略平行な二つの表面（膜形成面）のうち、一方の表面上には、偏光分離膜面４ａを形成するために、Ｓ偏光とＰ偏光のいずれか一方を選択的に透過させ他方を選択的に反射する性質を有する偏光分離膜を、誘電体多層膜を積層することによって形成する。また、第１の透光性部材１４の偏光分離膜面４ａを形成するための偏光分離膜を形成した面と略平行な他方の面には、偏光分離膜を構成する誘電体多層膜とは異なる組成および構成の誘電体多層膜などからなり、全反射膜面４ｂを形成するための全反射膜を形成する。
次に、これらの第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４を、光学接着材により交互に複数回貼り合わせて複数の第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４からなる積層体を形成する。
こうして貼り合わされた複数の第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４の表面と所定の角度をなす切断面にて略平行に切断することによって、ＰＢＳ４の原型となる透光性ブロックを切り出す。このときの所定の角度の値は、約４５°とすることが好ましい。
そして、切り出された透光性ブロックの切断面の表面を研磨することによってＰＢＳ４を得る。
【００３０】
次に、ステップＳ２において、図５（ａ）に示すように、ＰＢＳ４の出射面のうち、複数のλ／２位相差板５が貼り付けられるλ／２位相差板固定領域５'と異なる領域、即ち、複数の第２の透光性部材２４の出射面にマスキングテープ４０を貼り合わせる。このとき、マスキングテープ４０は、第２の透光性部材２４の出射面のうち少なくとも光線の透過領域を覆って、且つ、第１の透光性部材１４の出射面のうちλ／２位相差板固定領域５'に沿って且つλ／２位相差板固定領域５'にかからないように貼り付ける。
また、マスキングテープ４０の厚さは、後述するλ／２位相差板５を位置決めして仮固定を行う工程において複数のλ／２位相差板５を押圧ツールにより一括して押圧する際に押圧ツールに当らないように、λ／２位相差板５の厚さよりも薄いものであることが好ましい。また、マスキングテープ４０の厚みは、λ／２位相差板５よりも薄い範囲内にてなるべく厚くした方が、後述する接着剤塗布工程において、マスキングテープ４０の端面部分をガイドとして接着剤をλ／２位相差板固定領域５'に選択的に塗布することができるのでより好ましい。
【００３１】
また、マスキングテープ４０は、λ／２位相差板５を接着するための接着剤がＰＢＳ４とマスキングテープ４０との接着されている界面に侵入してこないレベルの接着力、および接着剤に対する耐性を有して、且つ、マスキングテープ４０をＰＢＳ４から剥す際に、マスキングテープ４０の接着剤がＰＢＳ４の表面に残らないレベルの接着力を有しているものを用いる。さらに、本実施形態では、λ／２位相差板５用の接着剤として紫外線硬化タイプの光学接着剤を用いるので、紫外線に対する耐性を有するマスキングテープ４０を用いる。
上記のような性能を具備するマスキングテープとして、例えば、日東電工株式会社製のプリント基板用マスキングテープ（製品名：Ｎ−３００）などが本実施形態の製造方法に用いるマスキングテープ４０として適用可能である。
【００３２】
ＰＢＳ４にマスキングテープ４０を貼り合わせる工程では、顕微鏡でマスキングテープ４０の貼り付け位置を確認しながら、手作業でマスキングテープ４０を貼り合わせることがもちろん可能であるが、マスキングテープ４０の貼り付け位置精度および製造効率の向上を図るため、例えば、従来の有機系のフィルムからなるλ／２位相差板をＰＢＳに貼り付ける工程で使用される貼り付け装置を用いることが好ましい。
この貼り付け装置は、ＰＢＳ４をチャッキングした状態で搬送するＰＢＳ搬送手段と、該ＰＢＳ搬送手段と平行に配置され、ＰＢＳ４に貼り付ける被貼り付け体を搬送する被貼り付け物搬送手段と、被貼り付け物を吸着してピックアップするピックアップ機構および被貼り付け物をＰＢＳに貼り付けてから押圧する押圧ローラを備えた貼り付けヘッドを、ＰＢＳ搬送手段および被貼り付け物搬送手段の搬送方向に対して直交する方向に走査することが可能なキャリッジと、を有している。
貼り付け装置によりＰＢＳ４にマスキングテープ４０を貼り付ける方法では、まず、ＰＢＳ搬送手段が有する載置台に、ＰＢＳ４を、マスキングテープ４０を接着する出射面側を上側に向けてチャッキングし、被貼り付け物搬送手段が有する載置台には、マスキングテープ４０を、その接着面を下側に向けてチャッキングしてから、ＰＢＳ４およびマスキングテープ４０をキャリッジの下方まで搬送させる。次に、キャリッジの貼り付けヘッドのピックアップ機構によりマスキングテープ４０を吸着し、キャリッジを走査させてマスキングテープ４０をＰＢＳ４の上方に走査させる。そして、例えば画像認識装置を用いて、マスキングテープ４０をＰＢＳ４上の所定の貼り付け位置に位置合わせして貼り合わせてから、貼り付けヘッドの押圧ローラによりマスキングテープ４０を押圧することによって、ＰＢＳ４の出射面の所定の位置にマスキングテープ４０が貼り付けられる。
【００３３】
次に、図４のステップＳ３において、図５（ａ）に示すλ／２位相差板固定領域５'に、例えばディスペンサなどによりλ／２位相差板５を接着するための光学接着材を塗布する。本実施形態では、水晶板からなるλ／２位相差板５を適用しているので、従来の有機系のフィルムからなるλ／２位相差板のように特殊な有機系接着剤を用いる必要はなく、例えば紫外線硬化タイプの周知の光学系接着剤を用いることができる。接着剤は、複数のマスキングテープ４０の各端面をガイドとして、λ／２位相差板固定領域５'に選択的に塗布することができ、λ／２位相差板固定領域５'外にはみ出してしまった接着剤はマスキングテープ４０上にのり上げるので、接着剤をＰＢＳ４表面のλ／２位相差板固定領域５'外にはみ出させることなく塗布することができる。なお、図中、略矩形状のλ／２位相差板固定領域５'のうち、複数のマスキングテープ４０側の二辺と直行する方向の二辺側は、偏光変換素子６の光線の透過領域外であるため接着剤がはみ出しても構わない。
【００３４】
次に、図４のステップＳ４において、図５（ａ）に示すＰＢＳ４のλ／２位相差板固定領域５'にλ／２位相差板５を位置決めして所定の圧力にて押圧することによって、該λ／２位相差板５を接着剤の粘着性により仮固定する（図５（ｂ）を参照）。このとき、図４のステップＳ２でλ／２位相差板固定領域５'と異なる領域に位置決めして貼り付けられた複数のマスキングテープ４０の各端面をガイドとして、λ／２位相差板５を容易に位置決めして貼り付けることができる。
【００３５】
次に、ステップＳ５に示すように、ＰＢＳ４の出射面の一部に位置決めされて仮固定されたλ／２位相差板５に紫外線を照射することにより接着剤を硬化させて、λ／２位相差板５を固定する（図５（ｂ）を参照）。
【００３６】
次に、ステップＳ６に進み、マスキングテープ４０を剥離することにより、図１および図３に示すように、ＰＢＳ４の出射面の一部に複数のλ／２位相差板５が選択的に固定された偏光変換素子６を得る。
そして、図４のステップＳ７に示すように、該偏光変換素子６が所望の外観品質であるか否かを確認する外観検査を行い、一連の偏光変換素子６の製造工程を終了する。
なお、外観検査後に、必要に応じて良品の偏光変換素子６のＰＢＳ４の表面に、反射防止膜などの光学膜を形成する場合もある。
【００３７】
上記実施形態の偏光変換素子６の製造方法によれば、マスキングテープ４０により、第２の透光性部材２４の出射面の光線の透過領域に接着剤をはみ出させることなく、第１の透光性部材１４の出射面のλ／２位相差板固定領域５'にλ／２位相差板５を接着することができる。これにより、光線の透過領域に接着剤がはみ出した場合に起こり得る光の透過効率の低下を防止できるので、光の透過効率が高く、均一な光透過性を有する偏光変換素子６を製造することができる。
また、λ／２位相差板５を位置決めして仮固定する際に、マスキングテープ４０の端面部分をガイドとしてλ／２位相差板５を容易に且つ精度よく位置決めすることができるので、作業性が向上して工程の効率化が図れるとともに、λ／２位相差板５の位置ずれ不良が軽減する。
【００３８】
（変形例１）
上記実施形態の偏光変換素子６の製造方法において説明したＰＢＳ４に貼り付けるマスキングテープ４０は、以下説明する変形例１のマスキングテープ１４０のような形態とすることにより、マスキングテープを剥離する工程における作業性を向上させることができる。
図６は、マスキングテープ剥離工程において、作業性を向上せしめるマスキングテープ１４０の変形例を説明するものであり、ＰＢＳ４にマスキングテープ１４０を貼り付けた状態を示す正面図である。なお、図６のマスキングテープ１４０以外の構成は、上記実施形態の図５（ａ）と同じであるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図６に示すマスキングテープ１４０は、ＰＢＳ４において、第２の透光性部材２４の出射面のうち少なくとも光線の透過領域を覆うとともに、第１の透光性部材１４の出射面のうちλ／２位相差板固定領域５'にかからない大きさを有して、且つ、第２の透光性部材２４の少なくとも一端側の外側に突出された部分を加えた大きさおよび形状を有している。なお、図６のマスキングテープ１４０は、第２の透光性部材２４の第１の透光性部材１４と隣接された側と直交する方向の両端側のうち一端側にのみ外側に突出された部分を有しているが、両端側に突出された部分を有する構成としてもよい。また、複数の第２の透光性部材２４から外側に突出されたマスキングテープ１４０の部分どうしがつなげられている構成としてもよい。
【００４０】
変形例１のマスキングテープ１４０によれば、該マスキングテープ１４０の第２の透光性部材２４から突出された部分をつかみ易く、マスキングテープ１４０を剥離する工程の作業性が向上する。なお、マスキングテープ１４０の複数の第２の透光性部材２４から突出された部分どうしがつなげられた構成とすれば、複数の第２の透光性部材２４に貼り付けられた複数のマスキングテープ１４０を一度に剥離することができるので、作業性をさらに向上させることができる。
【００４１】
（変形例２）
上記実施形態の偏光変換素子６の製造方法では、ＰＢＳ４にマスキングテープ４０を貼り付けた状態で、λ／２位相差板５の貼り付け位置であるλ／２位相差板固定領域５'に接着剤を塗布してから、λ／２位相差板５を位置決めして仮固定した後、接着剤を硬化させてからマスキングテープ４０を剥離する構成とした。これに限らず、接着剤によりλ／２位相差板５が容易に動かない状態に仮固定できれば、マスキングテープ４０を剥離してから接着剤を硬化させる構成としてもよい。
図７は、マスキングテープ４０を剥離してから、λ／２位相差板５を接着する接着剤を硬化させる製造方法を説明するフローチャートである。なお、本変形例の製造方法のうち、上記実施形態と同一の工程については説明を省略する。
【００４２】
図７において、ステップＳ１１のＰＢＳ４を作成する工程、ステップＳ１２のマスキングテープ４０を貼り付ける工程、ステップＳ１３の接着剤を塗布する工程、ステップＳ１４のλ／２位相差板５を位置決めして仮固定する工程は、上記実施形態で説明した図４のステップＳ１〜ステップＳ４と同一の方法にて進められる。ただし、ステップＳ１３の接着剤を塗布する工程において、使用する光学系接着剤は、例えば粘度を高く調整することにより、ステップＳ１４でＰＢＳ４の所定の位置に位置決めして仮固定されるλ／２位相差板５が容易に動かないように、未硬化状態において所定の粘着力を有するように調整されたものを用いる。
【００４３】
ステップＳ１４で、ＰＢＳ４上の所定の位置にλ／２位相差板５を位置決めして仮固定した後で、ステップＳ１５に示すように、マスキングテープ４０を剥離する。上記したように、ステップＳ１３でＰＢＳ４のλ／２位相差板固定領域５'に塗布された光学接着剤は、未硬化状態において所定の粘着力を有するように調整されているので、ＰＢＳ４上に仮固定されたλ／２位相差板５が動いてλ／２位相差板固定領域５'の領域外にずれることなくマスキングテープ４０を剥離することができる。
【００４４】
次に、ステップＳ１６に示すように、ＰＢＳ４の出射面に仮固定されたλ／２位相差板５に紫外線を照射することにより接着剤を硬化させて、λ／２位相差板５を固定することにより得られた偏光変換素子６を、ステップＳ１７に示すように外観検査を行って良品の偏光変換素子６を得て、本変形例の偏光変換素子６の製造工程が終了する。
【００４５】
上記変形例２の製造方法によっても、上記実施形態と同様な優れた光透過性を有する偏光変換素子６を製造することができる。また、例えば、ＰＢＳ４にλ／２位相差板５を位置決めして仮固定する工程の後でλ／２位相差板５にきずや汚れなどの不良特性が発見された場合に、比較的容易に不良のλ／２位相差板５を取り外して良品のλ／２位相差板５に交換することが可能であり、製造歩留りを向上させる効果を奏する。
【００４６】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態の偏光変換素子６において、ＰＢＳ４に貼り付けられるλ／２位相差板５を構成する水晶板は、その光学軸を、入射されてくるＰ波に対して４５°に設定されたものとした。これに限らず、λ／２位相差板５を構成する水晶板の光学軸が、入射されてくるＰ波に対して１３５°に設定されたものであってもよく、入射されたＰ波を９０°または１８０°のいずれかに旋光させても、Ｓ波の偏波光として出射することができる。また、λ／２位相差板５に入射される光をＰ波ではなく、Ｓ波とするように構成してもよく、この場合においては、λ／２位相差板５を構成する水晶板の光学軸を、入射されてくるＳ波に対して４５°のみでなく１３５°に傾斜させて設定することにより、入射されたＳ波を９０°または１８０°のいずれかに旋光させて、Ｐ波の偏波光として出射することができる。
【００４８】
また、上記実施形態の偏光変換素子６では、ＰＢＳ４の偏光分離膜面４ａを透過したＰ波を、λ／２位相差板５を構成する水晶板によってＳ波に旋光させて、偏光分離膜面４ａで反射されたＳ波と偏光方向を揃えている例を説明した。これとは逆に、ＰＢＳ４の出射面に配置するλ／２位相差板５の貼り付け位置であるλ／２位相差板固定領域５'を、ＰＢＳ４の偏光分離膜面４ａを透過してくるＰ波ではなく、ＰＢＳ４の全反射膜面４ｂで反射されたＳ波側の出射側側面に配置して、全反射膜面４ｂで反射されて出射されてきたＳ波を９０°旋光させて、Ｐ波の偏波光として出射させることにより、照明系レンズ７ａの方向に出射される光としてＰ波に偏光方向を揃えるようにしてもよい。この場合においては、λ／２位相差板５を構成する水晶板の光学軸は、入射されるＳ波に対して４５°または１３５°に傾斜させて設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】偏光変換素子の一実施形態を説明する正面図。
【図２】本実施形態の偏光変換素子を用いた光学系構成の一例として、一般的な液晶プロジェクタの光学系構成を模式的に示す説明図。
【図３】本実施形態の偏光変換素子の光学的な作用を説明する側面図。
【図４】偏光変換素子の製造工程を説明するフローチャート。
【図５】（ａ）は、偏光変換素子の製造工程において、λ／２位相差板貼り付け工程を説明する正面図、（ｂ）は、λ／２位相差板を貼り付けた状態を示す正面図。
【図６】偏光変換素子の製造方法において、ＰＢＳに貼り付けるマスキングテープの変形例を示す正面図。
【図７】偏光変換素子の製造方法の変形例を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００５０】
１…光源ランプ、２…第１のフライアイレンズ、３…第２のフライアイレンズ、４…偏光分離素子としてのＰＢＳ、４ａ…偏光分離膜面、４ｂ…全反射膜面、５'…λ／２位相差板固定領域、５…λ／２位相差板、６…偏光変換素子、７ａ，７ｂ…照明系レンズ、８…偏光子、９…液晶パネル、１０…検光子，１１…投射レンズ，１４…第１の透光性部材、２４…第２の透光性部材、４０，１４０…マスキングテープ、Ｓ１，Ｓ１１…偏光分離素子作成工程としてのステップ、Ｓ２，Ｓ１２…マスキングテープ貼り付け工程としてのステップ、Ｓ３，Ｓ１３…接着剤塗布工程としてのステップ、Ｓ４，Ｓ１４…λ／２位相差板位置決め・仮固定工程としてのステップ、Ｓ５，Ｓ１６…接着剤硬化工程としてのステップ、Ｓ６，Ｓ１５…マスキングテープ剥離工程としてのステップ、Ｓ７，Ｓ１７…外観検査工程としてのステップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光変換素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ランダムな偏光方向を有する光を、一方向の偏光方向を有する光に変換する光学素子である偏光変換素子として、入射されたランダム光をＳ波とＰ波とに分離して出射するプレート型の偏光分離素子（以下、「ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）」という）の出射面の一部に、Ｓ波またはＰ波に偏光方向を揃えるλ／２位相差板が選択的に設けられたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の偏光変換素子は、ＰＢＳの出射面の一部に、複数のλ／２位相差板（１／２波長板）が選択的に設けられて構成されている。ＰＢＳは、光の入射面および該入射面と略平行な光の出射面を有する同一形状の第１の透光性部材（第１のプリズム）および第２の透光性部材をそれぞれ複数有している。第１の透光性部材の入射面および出射面と所定の角度をなす面には偏光分離膜が形成された偏光分離膜面（ダイクロイック膜面）を有し、該偏光分離膜面と略平行な面には反射膜が形成された反射膜面を有している。このような第１の透光性部材と第２の透光性部材とが、交互に複数周期貼り合わされて、プレート型のＰＢＳが構成されている。そして、ＰＢＳの出射面において、複数の第１の透光性部材の出射面の出射面に、λ／２位相差板が接着剤により接着されて設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０９８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の偏光変換素子において、ＰＢＳに接着剤によりλ／２位相差板を貼り付けるときには、貼り付け強度および貼り付け時に発生する気泡の除去性を確保するために、十分な塗布量の接着剤を塗布する必要がある。このため、接着剤の塗布時、および、接着剤を介してＰＢＳの出射面にλ／２位相差板を貼り付ける際に、λ／２位相差板が固定される領域から接着剤がはみ出しやすい。このように、λ／２位相差板の固定領域からはみ出した接着剤が、ＰＢＳの出射面の光線の透過領域にまで至った場合には、接着剤により透過光の光の拡散が生じて光の透過効率が部分的に低下し、透過光の光量が不均一になったり、全体的な照度の低下を招いたりするなど、偏光変換素子の光学特性を劣化させる虞があるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
〔適用例１〕本適用例にかかる偏光変換素子の製造方法は、断面が略平行四辺形の柱状体からなる第１の透光性部材および第２の透光性部材がそれぞれ交互に複数周期貼り合わされ、光の入射面および該入射面と略平行な光の出射面を有し、前記入射面と所定の角度をなす偏光分離膜面と全反射膜面とを有して形成された積層体であるプレート型の偏光分離素子を備え、該偏光分離素子の出射面において、前記第１の透光性部材または前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、いずれか一方の前記出射面の少なくとも光線の透過領域を含むλ／２位相差板固定領域にλ／２位相差板が接着剤により固定されて設けられた偏光変換素子の製造方法であって、前記偏光分離素子を作成する偏光分離素子作成工程と、前記偏光分離素子の前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記λ／２位相差板が設けられる前記出射面とは異なる前記出射面の少なくとも光線の透過領域を覆うようにマスキングテープを貼り付けるマスキングテープ貼り付け工程と、前記マスキングテープ貼り付け工程の後で、前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記λ／２位相差板が設けられる前記出射面の少なくとも前記λ／２位相差板固定領域に前記接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記接着剤塗布工程の後で、前記接着剤が塗布された前記λ／２位相差板固定領域に前記λ／２位相差板を位置合わせして仮固定するλ／２位相差板位置決め・仮固定工程と、前記接着剤を硬化させる接着剤硬化工程と、前記マスキングテープを剥離するマスキングテープ剥離工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、マスキングテープにより、第１の透光性部材および第２の透光性部材それぞれの出射面のうち、λ／２位相差板が貼り付けられる一方の出射面に、他方の出射面の光線の透過領域に接着剤をはみ出させることなくλ／２位相差板を接着することができる。これにより、光線の透過領域に接着剤がはみ出した場合に起こり得る光の透過効率の低下を防止できるので、光の透過効率が高く、均一な光透過性を有する偏光変換素子を製造することができる。
【０００９】
〔適用例２〕上記適用例にかかる偏光変換素子の製造方法において、前記マスキングテープ貼り付け工程で、前記マスキングテープが、前記λ／２位相差板固定領域に沿って且つ前記λ／２位相差板固定領域にかからない大きさを有して貼り付けられることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、λ／２位相差板位置決め・仮固定工程において、マスキングテープの端面部分をガイドとしてλ／２位相差板を容易に且つ精度よく位置決めすることができるので、作業性が向上して工程の効率化が図れるとともに、λ／２位相差板の位置ずれ不良が軽減する。
【００１１】
〔適用例３〕上記適用例にかかる偏光変換素子の製造方法において、前記マスキングテープの厚みが、前記λ／２位相差板よりも薄いことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、λ／２位相差板位置決め・仮固定工程において、位置決めされた複数のλ／２位相差板を押圧ツールにより一括して押圧することにより、複数のλ／２位相差板を、均一な密着性にて仮固定することができる。
【００１３】
〔適用例４〕上記適用例にかかる偏光変換素子の製造方法において、前記マスキングテープが、前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記マスキングテープが貼り付けられる前記出射面の少なくとも一端側の外側に突出された部分を加えた大きさを有していることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、マスキングテープの透光性部材から突出された部分がつかみ易いので、マスキングテープを剥離する工程の作業性が向上する。
【００１５】
〔適用例５〕上記適用例にかかる偏光変換素子の製造方法において、前記接着剤塗布工程で用いる前記接着剤には、未硬化状態において、前記λ／２位相差板位置決め・仮固定工程において仮固定されたときの前記λ／２位相差板が容易に動かないように保持できる粘着性を有するものが用いられ、前記λ／２位相差板位置決め・仮固定工程の後で、前記マスキングテープ剥離工程が行われることことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、λ／２位相差板位置決め・仮固定工程の後で、λ／２位相差板にきずや汚れなどの不良特性が発見された場合に、比較的容易に不良のλ／２位相差板を取り外して良品のλ／２位相差板に交換することが可能になるので、製造歩留りを向上させる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、偏光変換素子の製造方法の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
まず、本実施形態の製造方法により製造される偏光変換素子の一例について説明する。
図１は、偏光変換素子の一実施形態を示し、偏光分離素子（以下ＰＢＳという）の出射面の一部に選択的に貼り付けられて設けられたλ／２位相差板を光学系構造の液晶パネル側からみた正面図である。図２は、本実施形態の偏光変換素子を用いた光学系構成の一例として、一般的な液晶プロジェクタの光学系構成を模式的に示す説明図である。図３は、本実施形態の偏光変換素子の光学的な作用を説明する側面図である。
【００１９】
〔偏光変換素子〕
まず、本実施形態の製造方法により製造される偏光変換素子について説明する。
図１に示すように、偏光変換素子６は、断面が略平行四辺形の柱状の第１の透光性部材１４と第２の透光性部材２４とが交互に複数周期貼り合わされて構成されたＰＢＳ４と、該ＰＢＳ４の一部に選択的に設けられた複数のλ／２位相差板５とを有している。本実施形態では、λ／２位相差板５は、ＰＢＳ４のうち第１の透光性部材１４の光の出射面側に貼り付けられて設けられている。
【００２０】
第１および第２の透光性部材１４，２４としては、板ガラスが用いられる。ただし、ガラス以外の透光性の板状材料を用いることもできる。また、第１の透光性部材１４と第２の透光性部材２４とのいずれか一方を、他方とは異なる色を有する材料を用いるようにしてもよい。例えば、一方の部材を無色透明な板ガラスで形成し、他方の部材を青色で透明な板ガラスで形成するようにしてもよい。このようにすれば、ＰＢＳ４を作成するとき、また、ＰＢＳ４あるいは偏光変換素子６として完成した後で、第１の透光性部材１４と第２の透光性部材２４との区別をつけやすいという利点がある。なお、板ガラスとしては、磨き板ガラスやフロートガラスが好ましく、特に、磨き板ガラスが好ましい。
【００２１】
図３に示す偏光変換素子６において、交互に貼り合わされてＰＢＳ４を形成する第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４のそれぞれの略平行な二つの表面のうち、一方の表面には偏光分離膜面４ａが形成され、他方の表面には全反射膜面４ｂが形成されている。本実施形態のＰＢＳ４においては、第１の透光性部材１４の略平行な二つの表面のうち、一方の表面上に偏光分離膜面４ａが形成され、他方の表面上に全反射膜面４ｂが形成され、第２の透光性部材２４の表面には、これらの膜のいずれも形成されていない構成を示している。
【００２２】
偏光分離膜面４ａは、Ｓ偏光とＰ偏光のいずれか一方を選択的に透過させ、他方を選択的に反射する性質を有する偏光分離膜からなっている。通常、このような性質を有する誘電体多層膜を積層することによって、偏光分離膜面４ａが形成される。
【００２３】
全反射膜面４ｂは、偏光分離膜面４ａを構成する偏光分離膜とは異なる組成および構成を有する誘電体多層膜を積層することによって形成される全反射膜からなっている。誘電体多層膜を積層することによって形成される全反射膜面４ｂは、特定の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を約９８％程度の高い反射率で反射することができるので好ましい。全反射膜面４ｂは、偏光分離膜面４ａで反射された直線偏光成分（Ｓ偏光またはＰ偏光）のみを選択的に反射し、他の直線偏光成分は反射しないような誘電体多層膜で構成されたものが好ましい。なお、全反射膜面４ｂは、アルミニウムなどを蒸着することによって形成するようにしてもよい。
以上、説明した構成の第１の透光性部材１４と第２の透光性部材２４とは、例えば紫外線硬化タイプの光学接着剤によって交互に複数周期貼り合わされ、これによりＰＢＳ４が形成されている。
【００２４】
ＰＢＳ４の出射面の一部には、水晶の薄板からなるλ／２位相差板５が、選択的に貼り付けられて設けられている。本実施形態の偏光変換素子６においては、λ／２位相差板５は、ＰＢＳ４の出射面（図３において左側の面）うちで、第１の透光性部材１４の出射面に設けられている。
本実施形態の水晶からなるλ／２位相差板５は、従来の有機物からなるフィルム状のλ／２位相差板のように、耐熱性や耐光性が極めて弱い特殊な接着剤を用いなくてもよく、所謂光学接着剤と呼ばれる耐熱性や耐光性に優れた接着剤によりＰＢＳ４に貼り付けることができる。また、水晶からなるλ／２位相差板５は、それ自体が有機物からなるλ／２位相差板に比して耐熱性や耐光性に優れている。
【００２５】
〔偏光変換素子を用いた光学系構成〕
ここで、偏光変換素子６を用いた光学系構成の一例として、一般的な液晶プロジェクタの光学系の構成を説明する。
図２に示すように、一般的に、液晶プロジェクタは、光源ランプ１、第１のフライアイレンズ２、第２のフライアイレンズ３、偏光変換素子６、照明系レンズ７ａ，７ｂ、偏光子８、液晶パネル９、検光子１０、および投射レンズ１１により構成されている。
ここで、第１のフライアイレンズ２は、複数の矩形状のレンズセルからなり、また、第２のフライアイレンズ３は、第１のフライアイレンズ２の各レンズセルに対応して配置されている矩形状のレンズセルの集合体からなっており、光源ランプ１からのアーク像を二次光源像として投射させる。
また、偏光変換素子６は、第２のフライアイレンズ３から出射されたランダム光をＳ波とＰ波に分離するものであり、ここで、λ／２位相差板５は、偏光変換素子６のＰＢＳ４から出射された光をＳ波またはＰ波のいずれかの偏光方向に揃えるためのものである。以下、液晶プロジェクタの光学系構成における偏光変換素子６の作用について図３を参照して詳細に説明する。
【００２６】
〔偏光変換素子の作用〕
図３において、本実施形態の一例を示すＰＢＳ４とλ／２位相差板５とからなる偏光変換素子６に、複数のレンズセルからなる第２のフライアイレンズ３から入射されてくるランダム光（Ｐ波＋Ｓ波）は、ＰＢＳ４の偏光分離膜面４ａにおいて、Ｐ波が透過光とされ、Ｓ波は反射光とされて分光される。偏光分離膜面４ａで反射されたＳ波は、さらに、ＰＢＳ４の全反射膜面４ｂで反射され、照明系レンズ７ａの方向（図面左方向、図２を参照）に出射される。一方、偏光分離膜面４ａを透過したＰ波は、ＰＢＳ４の出射側側面に貼り付けられたλ／２位相差板５に入射する。
【００２７】
ここで、本実施形態のλ／２位相差板５は、旋光特性を有する水晶板からなり、水晶板の光学軸はＰ波に対して４５°に設定されている。このため、λ／２位相差板５に入射されたＰ波は、λ／２位相差板５を構成する水晶板により９０°旋光されて、Ｓ波の偏波光とされて、照明系レンズ７ａの方向（図面左方向、図２を参照）に出射される。よって、照明系レンズ７ａの方向に出射される光は、偏光分離膜面４ａを透過したＰ波もλ／２位相差板５によりＳ波に旋光されることにより、偏光分離膜面４ａで反射され、全反射膜面４ｂでさらに反射されたＳ波と偏光方向が揃う状態になる。
【００２８】
〔偏光変換素子の製造方法〕
次に、偏光変換素子６の製造方法の一実施形態について、ＰＢＳ４へのλ／２位相差板５の貼り付け方法を中心に図面を参照して説明する。
図４は、偏光変換素子６の製造工程を説明するフローチャートである。また、図５は、偏光変換素子６の製造工程において、ＰＢＳ４にλ／２位相差板５を貼り付けるステップを説明するものであり、（ａ）は、ＰＢＳ４にマスキングテープ４０を貼り付けた状態を示す正面図、（ｂ）は、λ／２位相差板５を貼り付けた状態を示す正面図である。
【００２９】
偏光変換素子６の製造の開始にあたっては、まず、図４のステップＳ１の工程において、ＰＢＳ４を公知の方法により作成する。
この工程では、板状のガラスからなる複数の第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４をそれぞれ準備する。第１の透光性部材１４の略平行な二つの表面（膜形成面）のうち、一方の表面上には、偏光分離膜面４ａを形成するために、Ｓ偏光とＰ偏光のいずれか一方を選択的に透過させ他方を選択的に反射する性質を有する偏光分離膜を、誘電体多層膜を積層することによって形成する。また、第１の透光性部材１４の偏光分離膜面４ａを形成するための偏光分離膜を形成した面と略平行な他方の面には、偏光分離膜を構成する誘電体多層膜とは異なる組成および構成の誘電体多層膜などからなり、全反射膜面４ｂを形成するための全反射膜を形成する。
次に、これらの第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４を、光学接着材により交互に複数回貼り合わせて複数の第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４からなる積層体を形成する。
こうして貼り合わされた複数の第１の透光性部材１４および第２の透光性部材２４の表面と所定の角度をなす切断面にて略平行に切断することによって、ＰＢＳ４の原型となる透光性ブロックを切り出す。このときの所定の角度の値は、約４５°とすることが好ましい。
そして、切り出された透光性ブロックの切断面の表面を研磨することによってＰＢＳ４を得る。
【００３０】
次に、ステップＳ２において、図５（ａ）に示すように、ＰＢＳ４の出射面のうち、複数のλ／２位相差板５が貼り付けられるλ／２位相差板固定領域５'と異なる領域、即ち、複数の第２の透光性部材２４の出射面にマスキングテープ４０を貼り合わせる。このとき、マスキングテープ４０は、第２の透光性部材２４の出射面のうち少なくとも光線の透過領域を覆って、且つ、第１の透光性部材１４の出射面のうちλ／２位相差板固定領域５'に沿って且つλ／２位相差板固定領域５'にかからないように貼り付ける。
また、マスキングテープ４０の厚さは、後述するλ／２位相差板５を位置決めして仮固定を行う工程において複数のλ／２位相差板５を押圧ツールにより一括して押圧する際に押圧ツールに当らないように、λ／２位相差板５の厚さよりも薄いものであることが好ましい。また、マスキングテープ４０の厚みは、λ／２位相差板５よりも薄い範囲内にてなるべく厚くした方が、後述する接着剤塗布工程において、マスキングテープ４０の端面部分をガイドとして接着剤をλ／２位相差板固定領域５'に選択的に塗布することができるのでより好ましい。
【００３１】
また、マスキングテープ４０は、λ／２位相差板５を接着するための接着剤がＰＢＳ４とマスキングテープ４０との接着されている界面に侵入してこないレベルの接着力、および接着剤に対する耐性を有して、且つ、マスキングテープ４０をＰＢＳ４から剥す際に、マスキングテープ４０の接着剤がＰＢＳ４の表面に残らないレベルの接着力を有しているものを用いる。さらに、本実施形態では、λ／２位相差板５用の接着剤として紫外線硬化タイプの光学接着剤を用いるので、紫外線に対する耐性を有するマスキングテープ４０を用いる。
上記のような性能を具備するマスキングテープとして、例えば、日東電工株式会社製のプリント基板用マスキングテープ（製品名：Ｎ−３００）などが本実施形態の製造方法に用いるマスキングテープ４０として適用可能である。
【００３２】
ＰＢＳ４にマスキングテープ４０を貼り合わせる工程では、顕微鏡でマスキングテープ４０の貼り付け位置を確認しながら、手作業でマスキングテープ４０を貼り合わせることがもちろん可能であるが、マスキングテープ４０の貼り付け位置精度および製造効率の向上を図るため、例えば、従来の有機系のフィルムからなるλ／２位相差板をＰＢＳに貼り付ける工程で使用される貼り付け装置を用いることが好ましい。
この貼り付け装置は、ＰＢＳ４をチャッキングした状態で搬送するＰＢＳ搬送手段と、該ＰＢＳ搬送手段と平行に配置され、ＰＢＳ４に貼り付ける被貼り付け体を搬送する被貼り付け物搬送手段と、被貼り付け物を吸着してピックアップするピックアップ機構および被貼り付け物をＰＢＳに貼り付けてから押圧する押圧ローラを備えた貼り付けヘッドを、ＰＢＳ搬送手段および被貼り付け物搬送手段の搬送方向に対して直交する方向に走査することが可能なキャリッジと、を有している。
貼り付け装置によりＰＢＳ４にマスキングテープ４０を貼り付ける方法では、まず、ＰＢＳ搬送手段が有する載置台に、ＰＢＳ４を、マスキングテープ４０を接着する出射面側を上側に向けてチャッキングし、被貼り付け物搬送手段が有する載置台には、マスキングテープ４０を、その接着面を下側に向けてチャッキングしてから、ＰＢＳ４およびマスキングテープ４０をキャリッジの下方まで搬送させる。次に、キャリッジの貼り付けヘッドのピックアップ機構によりマスキングテープ４０を吸着し、キャリッジを走査させてマスキングテープ４０をＰＢＳ４の上方に走査させる。そして、例えば画像認識装置を用いて、マスキングテープ４０をＰＢＳ４上の所定の貼り付け位置に位置合わせして貼り合わせてから、貼り付けヘッドの押圧ローラによりマスキングテープ４０を押圧することによって、ＰＢＳ４の出射面の所定の位置にマスキングテープ４０が貼り付けられる。
【００３３】
次に、図４のステップＳ３において、図５（ａ）に示すλ／２位相差板固定領域５'に、例えばディスペンサなどによりλ／２位相差板５を接着するための光学接着材を塗布する。本実施形態では、水晶板からなるλ／２位相差板５を適用しているので、従来の有機系のフィルムからなるλ／２位相差板のように特殊な有機系接着剤を用いる必要はなく、例えば紫外線硬化タイプの周知の光学系接着剤を用いることができる。接着剤は、複数のマスキングテープ４０の各端面をガイドとして、λ／２位相差板固定領域５'に選択的に塗布することができ、λ／２位相差板固定領域５'外にはみ出してしまった接着剤はマスキングテープ４０上にのり上げるので、接着剤をＰＢＳ４表面のλ／２位相差板固定領域５'外にはみ出させることなく塗布することができる。なお、図中、略矩形状のλ／２位相差板固定領域５'のうち、複数のマスキングテープ４０側の二辺と直行する方向の二辺側は、偏光変換素子６の光線の透過領域外であるため接着剤がはみ出しても構わない。
【００３４】
次に、図４のステップＳ４において、図５（ａ）に示すＰＢＳ４のλ／２位相差板固定領域５'にλ／２位相差板５を位置決めして所定の圧力にて押圧することによって、該λ／２位相差板５を接着剤の粘着性により仮固定する（図５（ｂ）を参照）。このとき、図４のステップＳ２でλ／２位相差板固定領域５'と異なる領域に位置決めして貼り付けられた複数のマスキングテープ４０の各端面をガイドとして、λ／２位相差板５を容易に位置決めして貼り付けることができる。
【００３５】
次に、ステップＳ５に示すように、ＰＢＳ４の出射面の一部に位置決めされて仮固定されたλ／２位相差板５に紫外線を照射することにより接着剤を硬化させて、λ／２位相差板５を固定する（図５（ｂ）を参照）。
【００３６】
次に、ステップＳ６に進み、マスキングテープ４０を剥離することにより、図１および図３に示すように、ＰＢＳ４の出射面の一部に複数のλ／２位相差板５が選択的に固定された偏光変換素子６を得る。
そして、図４のステップＳ７に示すように、該偏光変換素子６が所望の外観品質であるか否かを確認する外観検査を行い、一連の偏光変換素子６の製造工程を終了する。
なお、外観検査後に、必要に応じて良品の偏光変換素子６のＰＢＳ４の表面に、反射防止膜などの光学膜を形成する場合もある。
【００３７】
上記実施形態の偏光変換素子６の製造方法によれば、マスキングテープ４０により、第２の透光性部材２４の出射面の光線の透過領域に接着剤をはみ出させることなく、第１の透光性部材１４の出射面のλ／２位相差板固定領域５'にλ／２位相差板５を接着することができる。これにより、光線の透過領域に接着剤がはみ出した場合に起こり得る光の透過効率の低下を防止できるので、光の透過効率が高く、均一な光透過性を有する偏光変換素子６を製造することができる。
また、λ／２位相差板５を位置決めして仮固定する際に、マスキングテープ４０の端面部分をガイドとしてλ／２位相差板５を容易に且つ精度よく位置決めすることができるので、作業性が向上して工程の効率化が図れるとともに、λ／２位相差板５の位置ずれ不良が軽減する。
【００３８】
（変形例１）
上記実施形態の偏光変換素子６の製造方法において説明したＰＢＳ４に貼り付けるマスキングテープ４０は、以下説明する変形例１のマスキングテープ１４０のような形態とすることにより、マスキングテープを剥離する工程における作業性を向上させることができる。
図６は、マスキングテープ剥離工程において、作業性を向上せしめるマスキングテープ１４０の変形例を説明するものであり、ＰＢＳ４にマスキングテープ１４０を貼り付けた状態を示す正面図である。なお、図６のマスキングテープ１４０以外の構成は、上記実施形態の図５（ａ）と同じであるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図６に示すマスキングテープ１４０は、ＰＢＳ４において、第２の透光性部材２４の出射面のうち少なくとも光線の透過領域を覆うとともに、第１の透光性部材１４の出射面のうちλ／２位相差板固定領域５'にかからない大きさを有して、且つ、第２の透光性部材２４の少なくとも一端側の外側に突出された部分を加えた大きさおよび形状を有している。なお、図６のマスキングテープ１４０は、第２の透光性部材２４の第１の透光性部材１４と隣接された側と直交する方向の両端側のうち一端側にのみ外側に突出された部分を有しているが、両端側に突出された部分を有する構成としてもよい。また、複数の第２の透光性部材２４から外側に突出されたマスキングテープ１４０の部分どうしがつなげられている構成としてもよい。
【００４０】
変形例１のマスキングテープ１４０によれば、該マスキングテープ１４０の第２の透光性部材２４から突出された部分をつかみ易く、マスキングテープ１４０を剥離する工程の作業性が向上する。なお、マスキングテープ１４０の複数の第２の透光性部材２４から突出された部分どうしがつなげられた構成とすれば、複数の第２の透光性部材２４に貼り付けられた複数のマスキングテープ１４０を一度に剥離することができるので、作業性をさらに向上させることができる。
【００４１】
（変形例２）
上記実施形態の偏光変換素子６の製造方法では、ＰＢＳ４にマスキングテープ４０を貼り付けた状態で、λ／２位相差板５の貼り付け位置であるλ／２位相差板固定領域５'に接着剤を塗布してから、λ／２位相差板５を位置決めして仮固定した後、接着剤を硬化させてからマスキングテープ４０を剥離する構成とした。これに限らず、接着剤によりλ／２位相差板５が容易に動かない状態に仮固定できれば、マスキングテープ４０を剥離してから接着剤を硬化させる構成としてもよい。
図７は、マスキングテープ４０を剥離してから、λ／２位相差板５を接着する接着剤を硬化させる製造方法を説明するフローチャートである。なお、本変形例の製造方法のうち、上記実施形態と同一の工程については説明を省略する。
【００４２】
図７において、ステップＳ１１のＰＢＳ４を作成する工程、ステップＳ１２のマスキングテープ４０を貼り付ける工程、ステップＳ１３の接着剤を塗布する工程、ステップＳ１４のλ／２位相差板５を位置決めして仮固定する工程は、上記実施形態で説明した図４のステップＳ１〜ステップＳ４と同一の方法にて進められる。ただし、ステップＳ１３の接着剤を塗布する工程において、使用する光学系接着剤は、例えば粘度を高く調整することにより、ステップＳ１４でＰＢＳ４の所定の位置に位置決めして仮固定されるλ／２位相差板５が容易に動かないように、未硬化状態において所定の粘着力を有するように調整されたものを用いる。
【００４３】
ステップＳ１４で、ＰＢＳ４上の所定の位置にλ／２位相差板５を位置決めして仮固定した後で、ステップＳ１５に示すように、マスキングテープ４０を剥離する。上記したように、ステップＳ１３でＰＢＳ４のλ／２位相差板固定領域５'に塗布された光学接着剤は、未硬化状態において所定の粘着力を有するように調整されているので、ＰＢＳ４上に仮固定されたλ／２位相差板５が動いてλ／２位相差板固定領域５'の領域外にずれることなくマスキングテープ４０を剥離することができる。
【００４４】
次に、ステップＳ１６に示すように、ＰＢＳ４の出射面に仮固定されたλ／２位相差板５に紫外線を照射することにより接着剤を硬化させて、λ／２位相差板５を固定することにより得られた偏光変換素子６を、ステップＳ１７に示すように外観検査を行って良品の偏光変換素子６を得て、本変形例の偏光変換素子６の製造工程が終了する。
【００４５】
上記変形例２の製造方法によっても、上記実施形態と同様な優れた光透過性を有する偏光変換素子６を製造することができる。また、例えば、ＰＢＳ４にλ／２位相差板５を位置決めして仮固定する工程の後でλ／２位相差板５にきずや汚れなどの不良特性が発見された場合に、比較的容易に不良のλ／２位相差板５を取り外して良品のλ／２位相差板５に交換することが可能であり、製造歩留りを向上させる効果を奏する。
【００４６】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態の偏光変換素子６において、ＰＢＳ４に貼り付けられるλ／２位相差板５を構成する水晶板は、その光学軸を、入射されてくるＰ波に対して４５°に設定されたものとした。これに限らず、λ／２位相差板５を構成する水晶板の光学軸が、入射されてくるＰ波に対して１３５°に設定されたものであってもよく、入射されたＰ波を９０°または１８０°のいずれかに旋光させても、Ｓ波の偏波光として出射することができる。また、λ／２位相差板５に入射される光をＰ波ではなく、Ｓ波とするように構成してもよく、この場合においては、λ／２位相差板５を構成する水晶板の光学軸を、入射されてくるＳ波に対して４５°のみでなく１３５°に傾斜させて設定することにより、入射されたＳ波を９０°または１８０°のいずれかに旋光させて、Ｐ波の偏波光として出射することができる。
【００４８】
また、上記実施形態の偏光変換素子６では、ＰＢＳ４の偏光分離膜面４ａを透過したＰ波を、λ／２位相差板５を構成する水晶板によってＳ波に旋光させて、偏光分離膜面４ａで反射されたＳ波と偏光方向を揃えている例を説明した。これとは逆に、ＰＢＳ４の出射面に配置するλ／２位相差板５の貼り付け位置であるλ／２位相差板固定領域５'を、ＰＢＳ４の偏光分離膜面４ａを透過してくるＰ波ではなく、ＰＢＳ４の全反射膜面４ｂで反射されたＳ波側の出射側側面に配置して、全反射膜面４ｂで反射されて出射されてきたＳ波を９０°旋光させて、Ｐ波の偏波光として出射させることにより、照明系レンズ７ａの方向に出射される光としてＰ波に偏光方向を揃えるようにしてもよい。この場合においては、λ／２位相差板５を構成する水晶板の光学軸は、入射されるＳ波に対して４５°または１３５°に傾斜させて設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】偏光変換素子の一実施形態を説明する正面図。
【図２】本実施形態の偏光変換素子を用いた光学系構成の一例として、一般的な液晶プロジェクタの光学系構成を模式的に示す説明図。
【図３】本実施形態の偏光変換素子の光学的な作用を説明する側面図。
【図４】偏光変換素子の製造工程を説明するフローチャート。
【図５】（ａ）は、偏光変換素子の製造工程において、λ／２位相差板貼り付け工程を説明する正面図、（ｂ）は、λ／２位相差板を貼り付けた状態を示す正面図。
【図６】偏光変換素子の製造方法において、ＰＢＳに貼り付けるマスキングテープの変形例を示す正面図。
【図７】偏光変換素子の製造方法の変形例を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００５０】
１…光源ランプ、２…第１のフライアイレンズ、３…第２のフライアイレンズ、４…偏光分離素子としてのＰＢＳ、４ａ…偏光分離膜面、４ｂ…全反射膜面、５'…λ／２位相差板固定領域、５…λ／２位相差板、６…偏光変換素子、７ａ，７ｂ…照明系レンズ、８…偏光子、９…液晶パネル、１０…検光子，１１…投射レンズ，１４…第１の透光性部材、２４…第２の透光性部材、４０，１４０…マスキングテープ、Ｓ１，Ｓ１１…偏光分離素子作成工程としてのステップ、Ｓ２，Ｓ１２…マスキングテープ貼り付け工程としてのステップ、Ｓ３，Ｓ１３…接着剤塗布工程としてのステップ、Ｓ４，Ｓ１４…λ／２位相差板位置決め・仮固定工程としてのステップ、Ｓ５，Ｓ１６…接着剤硬化工程としてのステップ、Ｓ６，Ｓ１５…マスキングテープ剥離工程としてのステップ、Ｓ７，Ｓ１７…外観検査工程としてのステップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が略平行四辺形の柱状体からなる第１の透光性部材および第２の透光性部材がそれぞれ交互に複数周期貼り合わされ、光の入射面および該入射面と略平行な光の出射面を有し、前記入射面と所定の角度をなす偏光分離膜面と全反射膜面とを有して形成された積層体であるプレート型の偏光分離素子を備え、該偏光分離素子の出射面において、前記第１の透光性部材または前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、いずれか一方の前記出射面の少なくとも光線の透過領域を含むλ／２位相差板固定領域にλ／２位相差板が接着剤により固定されて設けられた偏光変換素子の製造方法であって、
前記偏光分離素子を作成する偏光分離素子作成工程と、
前記偏光分離素子の前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記λ／２位相差板が設けられる前記出射面とは異なる前記出射面の少なくとも光線の透過領域を覆うようにマスキングテープを貼り付けるマスキングテープ貼り付け工程と、
前記マスキングテープ貼り付け工程の後で、前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記λ／２位相差板が設けられる前記出射面の少なくとも前記λ／２位相差板固定領域に前記接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記接着剤塗布工程の後で、前記接着剤が塗布された前記λ／２位相差板固定領域に前記λ／２位相差板を位置合わせして仮固定するλ／２位相差板位置決め・仮固定工程と、
前記接着剤を硬化させる接着剤硬化工程と、
前記マスキングテープを剥離するマスキングテープ剥離工程と、
を含むことを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の偏光変換素子の製造方法において、
前記マスキングテープ貼り付け工程で、前記マスキングテープが、前記λ／２位相差板固定領域に沿って且つ前記λ／２位相差板固定領域にかからない大きさを有して貼り付けられることを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の偏光変換素子の製造方法において、
前記マスキングテープの厚みが、前記λ／２位相差板よりも薄いことを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の偏光変換素子の製造方法において、
前記マスキングテープが、前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記マスキングテープが貼り付けられる前記出射面の少なくとも一端側の外側に突出された部分を加えた大きさを有していることを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の偏光変換素子の製造方法において、
前記接着剤塗布工程で用いる前記接着剤には、未硬化状態において、前記λ／２位相差板位置決め・仮固定工程において仮固定されたときの前記λ／２位相差板が容易に動かないように保持できる粘着性を有するものが用いられ、
前記λ／２位相差板位置決め・仮固定工程の後で、前記マスキングテープ剥離工程が行われることを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【請求項１】
断面が略平行四辺形の柱状体からなる第１の透光性部材および第２の透光性部材がそれぞれ交互に複数周期貼り合わされ、光の入射面および該入射面と略平行な光の出射面を有し、前記入射面と所定の角度をなす偏光分離膜面と全反射膜面とを有して形成された積層体であるプレート型の偏光分離素子を備え、該偏光分離素子の出射面において、前記第１の透光性部材または前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、いずれか一方の前記出射面の少なくとも光線の透過領域を含むλ／２位相差板固定領域にλ／２位相差板が接着剤により固定されて設けられた偏光変換素子の製造方法であって、
前記偏光分離素子を作成する偏光分離素子作成工程と、
前記偏光分離素子の前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記λ／２位相差板が設けられる前記出射面とは異なる前記出射面の少なくとも光線の透過領域を覆うようにマスキングテープを貼り付けるマスキングテープ貼り付け工程と、
前記マスキングテープ貼り付け工程の後で、前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記λ／２位相差板が設けられる前記出射面の少なくとも前記λ／２位相差板固定領域に前記接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記接着剤塗布工程の後で、前記接着剤が塗布された前記λ／２位相差板固定領域に前記λ／２位相差板を位置合わせして仮固定するλ／２位相差板位置決め・仮固定工程と、
前記接着剤を硬化させる接着剤硬化工程と、
前記マスキングテープを剥離するマスキングテープ剥離工程と、
を含むことを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の偏光変換素子の製造方法において、
前記マスキングテープ貼り付け工程で、前記マスキングテープが、前記λ／２位相差板固定領域に沿って且つ前記λ／２位相差板固定領域にかからない大きさを有して貼り付けられることを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の偏光変換素子の製造方法において、
前記マスキングテープの厚みが、前記λ／２位相差板よりも薄いことを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の偏光変換素子の製造方法において、
前記マスキングテープが、前記第１の透光性部材および前記第２の透光性部材それぞれの前記出射面のうち、前記マスキングテープが貼り付けられる前記出射面の少なくとも一端側の外側に突出された部分を加えた大きさを有していることを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の偏光変換素子の製造方法において、
前記接着剤塗布工程で用いる前記接着剤には、未硬化状態において、前記λ／２位相差板位置決め・仮固定工程において仮固定されたときの前記λ／２位相差板が容易に動かないように保持できる粘着性を有するものが用いられ、
前記λ／２位相差板位置決め・仮固定工程の後で、前記マスキングテープ剥離工程が行われることを特徴とする偏光変換素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１６３０８３（Ｐ２００９−１６３０８３Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８８４（Ｐ２００８−１８８４）
【出願日】平成２０年１月９日（２００８．１．９）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月９日（２００８．１．９）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
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