説明

光学物品の製造方法

【課題】光学接着剤の厚みが均一な光学物品の製造方法を提供すること
【解決手段】光学接着剤液181,182を有する接着剤18が透光性部材14と結晶性基板17とを貼りあわせる貼合工程を備えた光学物品の製造方法であって、光学接着剤液181,182に、スペーサー粒子131,132を分散する調合工程と、スペーサー粒子131,132が分散された光学接着剤液181,182を滴下する滴下工程と、透光性部材14に結晶性基板17を押圧して光学接着剤液181,182を押し広げて挟持する挟持工程と、を備え、調合工程では、圧縮変位荷重の異なる複数種類のスペーサー粒子131,132を使用し、これらの種類の異なるスペーサー粒子131,132ごとに光学接着剤液181,182と調合し、滴下工程では、透光性部材14の中心部Aと中心部A以外の領域とに滴下されることを特徴とする光学物品の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、偏光変換素子、その他の光学物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光ピックアップや液晶プロジェクター、その他の装置において、複数の透光性部材の間に光学薄膜を挟んで形成された光学物品が用いられている。
このような光学物品として、それぞれ内部に反射膜が設けられた2つの透光性部材の間に偏光分離膜を挟んで順次積層し、これらの透光性部材の前記偏光分離膜の光射出面側に水晶位相板を設けた偏光分離素子(PS変換素子)が知られている。
【0003】
例えば、第1の透光性部材の一方の面に偏光分離膜を形成し、第1の透光性部材のもう一方の面に反射膜を形成し、第2の透光性部材の一方の面に位相差板である水晶位相板を接着し、次に第1の透光性部材の偏光分離膜と水晶位相板とが対向するように、第1の透光性部材と第2の透光性部材とを積層して接着した従来例(特許文献1および特許文献2参照)がある。この水晶板の厚みは、PS変換素子の偏光変換効率が最適になりように薄片加工される。この薄片加工では、水晶位相板と接着してある第2の透光性部材の他方の面を基準面として、水晶位相板を研磨しておこなう。
【0004】
このような光学物品の接着において、特に光線が透過する有効領域を含む部位(主面)を接合する場合には光学接着剤を用いる。この光学接着剤は紫外線照射や加温等により硬化すると、実用上望まれる光学特性が得られるように材料設計された接着剤である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許4080198号
【特許文献2】特開2007−206225号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1および特許文献2に示される従来例では、目標の光学特性を得る為に、高精度な水晶板の厚み加工が要求される。しかしながら、水晶板を接着する際、液状の接着剤を用いるため、均一な圧力で水晶板を接着しない場合、接着剤の厚みにムラが生じるおそれがある。このため、透光性部材の面を基準面として水晶板を薄片加工する場合、接着剤の厚みの不均一性が原因となって、水晶板の厚みを均一にできないという問題があった。
そして、水晶板の厚みの不均一は、PS変換素子の偏光変換効率の低下を発生させる原因となるため、高精度な偏光変換精度を有するPS変換素子を製造することが困難という問題が挙げられる。
【0007】
本発明の目的は、接着剤の厚みが均一な光学物品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
[適用例1]
本適用例における光学物品の製造方法は、光学接着剤を介して複数の透光性部材の主面を互いに貼りあわせる、光学物品の製造方法であって、前記光学接着剤はスペーサー粒子を分散した光学接着剤液から形成され、前記光学接着剤液を少なくともどちらか一方の前記透光性部材の主面上の複数の滴下箇所に滴下する滴下工程と、前記複数の透光性部材の主面同士を互いに押圧して前記光学接着剤液を前記主面の間に押し広げて挟持する挟持工程と、を備え、圧縮変位荷重の異なるスペーサー粒子をこの種類ごとに前記光学接着剤の液体中に分散した複数種類の光学接着剤液を準備し、前記滴下工程では、前記複数種類の光学接着剤液をそれぞれ前記主面上の複数の滴下箇所に滴下することを特徴とする。
【0009】
この構成の本適用例では、圧縮変位荷重が異なるスペーサー粒子を分散した複数種類の光学接着剤液をそれぞれ複数の滴下箇所に滴下する。挟持工程で主面同士を互いに押圧する場合、通常の場合、透光性部材の端部を保持して圧力伝達するので、押圧の強さは主面において局所的に強弱が発生する。押圧が強く伝達する主面の箇所に、圧縮変位荷重が大きいスペーサー粒子を滴下すれば、その箇所のスペーサー粒子の変形は小さくなり、接着剤の厚みの主面内の分布を均一なものとすることができる。
具体的には、圧縮変位荷重が小さいスペーサー粒子13のみを用いた場合では、大きな押圧力が加わったスペーサー粒子13の一部が局所的に変形して接着剤18の厚みが不均一になる(図10参照)。しかし、本適用例では、このようなおそれがなく、十分な押圧力を加えても接着剤の厚みを主面全体に対して均一にすることができる。
【0010】
ここで逆に、押圧力が不十分であると、スペーサー粒子が接着剤の厚み方向に重なり合った部分が生じ、接着剤の厚みが不均一なものとなってしまう。従って、挟持工程では過大な押当力をかけてしまう傾向にある。しかし、本適用例では、圧縮変位荷重の大きいスペーサー粒子を含有するため、過大な押圧力をかけても圧縮変位荷重の大きいスペーサー粒子が過剰な変形を防止するので、接着剤全体の厚みを均一にすることができる。
【0011】
よって、適切な強弱の押圧力を制御して透光性部材と結晶性基板とを貼り合せなくても、若干大きな押圧力を加えることで、安定して接着剤全体の厚みを均一にすることができる。
したがって、本適用例における光学物品の製造方法では、接着剤の厚みムラを防止し、次の薄片加工において水晶位相板等の研磨後厚みの精度を向上することにより、所望の光学特性を有する光学物品を容易にかつ、精度よく得ることができる。
【0012】
[適用例2]
本適用例における光学物品の製造方法は、前記複数種類の光学接着剤液の複数の滴下箇所は、透光性部材の主面上の中心部の少なくとも一箇所と、前記中心部と前記主面上の外縁部との中間領域の複数の箇所であることが好ましい。
【0013】
この構成の本適用例では、複数の透光性部材の主面同士を互いに押圧して前記光学接着剤液を前記主面の間に押し広げて挟持する挟持工程で、前記中心部と前記主面の外縁部との中間領域の複数の箇所に異なった押当力が伝達されても、形成される接着剤の厚みが主面全体で均一にすることができるので、その接着剤の上に設けられる透光性基板を均一な厚みに薄片加工することができる。
【0014】
[適用例3]
本適用例における光学物品の製造方法は、前記複数種類の光学接着剤液は第一の光学接着剤液と第二の光学接着剤液とで構成され、第一の光学接着剤液は第二の光学接着剤液よりも圧縮変位荷重が大きく、前記主面上の中心部に第二の光学接着剤液を滴下し、前記主面上の中心部と外縁部との中間領域の複数の箇所に第一の光学接着剤液を滴下することが好ましい。
【0015】
この構成の本適用例では、接着剤液を透光性部材の主面の中心部を中心とした同心円上に滴下するので、透光性部材の主面同士が押圧されるときに、外縁部に向けて、複数種類の接着剤液が主面の間を濡れ広がる。このため、複数種類のスペーサー粒子は、接着剤とともに主面同士の間の中心部を中心に濡れ広がる。
このため、主面の中心部に滴下された接着剤液に分散するスペーサー粒子は、接着剤において、主面の中心部付近に分布し、主面上の中心部と外縁部との中間領域に滴下された接着剤に分散するスペーサー粒子は、主面の外縁部に近いところに分布することとなる。
よって、透光性部材の主面上に接着剤液を滴下する位置によって、スペーサー粒子の主面間の分布を容易に制御することができる。
挟持工程において、透光性部材の主面同士が押圧する際、主面は光学部品として光線が透過する等の領域であり、汚れとキズの発生を嫌うので主面よりも外縁部に圧力を伝達するのが多い。よって、外縁部に近くところに押圧の力点が配置されるので、スペーサー粒子が変形しやすい。従って、主面上の中心部と外縁部との中間領域に圧縮変位荷重が大きいスペーサー粒子を分散した光学接着剤液を滴下することによって、主面上の中心部と外縁部との中間領域のスペーサー粒子の変形は小さく、主面全体の接着剤の厚みは均一な分布となる。
【0016】
[適用例4]
本適用例における光学物品の製造方法は、前記主面上の中心部には、前記光学接着剤と実用上概ね同じ屈折率であるスペーサー粒子を分散した光学接着剤液が滴下されることが好ましい。
【0017】
この構成の本適用例では、透光性部材の主面の中心部に接着剤と概ね同じ屈折率のスペーサー粒子が分散された接着剤液を滴下するので、透光性部材同士貼り合わせた際、主面の中心部に接着剤と同等の屈折率のスペーサーが分布することとなる。
このため、スペーサー粒子と接着剤との光学特性が略同一であるので、この中心部を光が透過する際、この光がスペーサー粒子を透過しても、接着剤を透過する光と同等の光学的特性となる。一般に主面の中心部に多くの光が通過する。
つまり、スペーサー粒子を混合した接着剤を用いても、多くのに光が透過する領域には同等の光学的特性を得られるスパーサ粒子を分布させ、光学接着剤の厚みに影響する主面上の中心部と外縁部との中間領域には押圧を制御しやすいスペーサー粒子を分布させることにより、透過する光の光学特性と光学接着剤の主面での均一な分布とを両立した光学物品を得ることができる。
【0018】
[適用例5]
本適用例における光学物品の製造方法は、前記透光性部材が、ガラス基板と水晶位相板であって、前記光学物品は、前記ガラス基板と前記水晶位相板とが前記光学接着剤液を挟持して積層された第一積層体と、前記ガラス基板の主面に偏光分離膜および反射膜が形成された第二積層体と、が交互に連結された偏光変換素子であることが好ましい。
【0019】
この構成の本適用例では、光学接着剤を主面に均一な厚みで接着することができるので、第一積層体のガラス面を基準面として薄片加工しても、水晶位相板を均一な厚みで製造することができる。従って、高精度な偏光変換精度を有する偏光変換素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本実施形態におけるPS変換素子の概略図。
【図2】ガラス基板に接着剤液を滴下した状態を示す概略図。
【図3】本実施形態におけるガラス基板と水晶位相板とを貼り合せる方法を説明するための概略図。
【図4】本実施形態におけるガラス基板と水晶位相板とを貼り合わせる方法を説明するための模式図。
【図5】本実施形態における水晶位相板の薄片加工工程を説明するための概略図。
【図6】本実施形態における第一積層体と第二積層体とを連結する方法を説明するための概略図。
【図7】本実施形態における第一積層体と第二積層体とを連結した積層体を示す斜視図。
【図8】本実施形態における積層体の切断を説明するための模式図。
【図9】本実施形態における積層体の切断を説明するための模式図。
【図10】圧縮変位荷重の小さいスペーサー粒子のみを用いた場合の貼合工程を説明する概略図。
【発明を実施するための形態】
【0021】
[光学系の構成]
図1は、本実施形態における偏光変換素子の概略図である。
図1に示される通り、PS変換素子1は、互いに略平行な光入射面11と光出射面12とが形成され、光出射面12に45度の角度をもって複数の界面で設けられた複数の透光部材であるガラス基板(以下、ガラス基板)14と、複数の界面に交互に設けられた偏光分離膜15および反射膜16と、偏光分離膜15とガラス基板14との間に設けられた水晶位相板である水晶基板(以下。水晶板)17と、ガラス基板14、偏光分離膜15、反射膜16および水晶基板17の界面に設けられた接着剤18と、を備える。
【0022】
ガラス基板14は、断面三角形や断面平行四辺形の角柱部材から形成されており、界面を構成する斜面に偏光分離膜15と反射膜16とが交互に配置されている。
ガラス基板14は本実施形態において光学物品を構成するものであり、それを構成する材料としては、BK7等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラスをはじめとするガラスを例示できる。
【0023】
接着剤18には、2種類の接着剤液181,182が用いられている。これら接着剤液181,182には、それぞれ2種類のスペーサー粒子131,132が分散されている。これらのスペーサー粒子131,132には、例えば互いに圧縮変位荷重並びに屈折率の異なるものを用いてもよい。
具体的には、スペーサー粒子131には、接着剤18と同等の屈折率でかつスペーサー粒子132より10%圧縮変位荷重の小さいものを用いる。一方、スペーサー粒子132には、スペーサー粒子131より10%圧縮変位荷重が大きいものであればよい。
【0024】
また、スペーサー粒子131,132の粒径は、2μm〜10μm程度であり、これら粒径は同程度のものを用いる。
接着剤18は、その厚みがスペーサー粒子に131,132の粒径と実用上略同じに形成される。そして、この接着剤18を形成する接着剤液181,182には、紫外線硬化型接着剤を用いることができる。そしてこのとき、これら接着剤液181,182には、互いに同じ屈折率のものを用いるのが好ましく、より好ましくは同じ材料、つまり、同じ素性のものを用いるのがよい。
さらには、2種の接着剤液181,182に分散するスペーサー粒子131,132の含有濃度は、接着剤液181のほうが接着剤液182よりも高いほうが好ましい。
【0025】
偏光分離膜15は誘電体多層膜で形成され、入射した光線束(ランダム偏光光)を、S偏光の部分光束(S偏光光)とP偏光の部分光束(P偏光光)とに分離し、S偏光光を反射し、P偏光光を透過する機能を有する。
誘電体多層膜は、例えば、SiOよりなる低屈折率層と、MgFよりなる高屈折率層と、LaとAlの重量割合が1:3の混合物よりなる中屈折率層とが、所定の順序および光学膜厚で形成された多層膜を例示できる。
【0026】
反射膜16は誘電体多層膜または金属膜で形成され、反射膜16に入射したS偏光光をそのまま反射する機能を有する。反射膜16を構成する多層膜はSiOよりなる低屈折率層とTiOよりなる高屈折率層とが所定の順序および光学膜厚で交互に形成された多層膜を例示できる。
【0027】
水晶基板17は、厚さが例えば、28μmとされた短冊状の1/2波長板であり、偏光分離膜15の光出射面12側に密着固定されている。
水晶基板17は、SiOの単結晶からなる水晶によって形成されるシングルモード波長板であり、この水晶は人工水晶でも天然水晶でもよい。また、ダブルモード化波長板であってもよい。
図1に示される通り、PS変換素子1は、ガラス基板14、接着剤18および水晶基板17を1つのユニットとする第一積層体1Aと、偏光分離膜15、ガラス基板14および反射膜16を1つのユニットとする第二積層体1Bと、を繰り返し連結した繰り返し構造を有する。
【0028】
本実施形態の光学物品の製造方法について説明する。
[調合工程]
撹拌翼を有する撹拌装置を備えた図示しない混合撹拌槽に接着剤を投入する。その後、撹拌装置で撹拌しながら混合撹拌槽にスペーサーを投入する。このとき、スペーサーは、ダマにならないように少量ずつ投入していく。そして、投入後は、スペーサーが均一に分散するまで撹拌を続ける。混合時に併せて脱気(脱泡)を行うとさらに好ましい。
【0029】
[滴下工程]
図2は、ガラス基板に接着剤液を滴下した状態を示す概略図である。
矩形状のガラス基板14は、その外縁部から離れた中心部としての光透過部Aを有している。この光透過部Aは図示しないPS変換素子において主な光が透過する箇所である。
滴下工程では、光透過部Aの中心に接着剤液181を滴下し、その外縁部に近い、矩形状のガラス基板14の四隅には接着剤液182を滴下する。
このとき、接着剤液181,182を滴下する方法としては、複数のチャージノズルを備えたディスペンサーを用いて接着剤液181,182を一度に複数箇所に対して滴下してもよいし、単一のチャージノズルで光透過部Aの中心に接着剤液181を滴下し、中央部と外縁部との中間領域に接着剤液182を滴下してもよい。
なお、スペーサー粒子131,132は、それぞれ接着剤液181,182に対して0.1重量%以上3重量%未満の濃度で分散されている。
【0030】
[挟持工程]
図3に示すように、矩形状の台座21は、4本の係合ピン22が立設されている。この台座21の上に平板状のガラス基板14を載置し、このガラス基板14の主面上に接着剤液181,182を滴下し支持体14Aを形成し、この支持体14Aの上に水晶基板17を重ね合わせる。その後、水晶基板17の上から重石板23を載置することで、接着剤18に適度な押圧を加える。この重石板23は、係合ピン22に対応する位置に挿通穴24が設けられており、挿通穴24に係合ピン22が挿通されながら、台座21との距離が近づくようになっている。このため、重石板23は、台座21に対して回動することが規制されている。
よって、ガラス基板14と水晶基板17とを押圧する際、ガラス基板14と水晶基板17とがズレないようになっている。
【0031】
図4は、本実施形態におけるガラス基板と水晶基板とを貼り合わせる方法を説明するための模式図である。
図4(A)に示すように、1箇所の光透過部A(図2参照)のみを拡大したガラス基板14の上に光透過部Aの中心に接着剤液181を、その中心と外縁部の中間領域に接着剤液182を滴下し、その上から水晶基板17を重ね合わせる。このとき、図4(B)に示すように、接着剤液181は水晶基板17が押付けられることにより、外縁部方向へ濡れ広がっていく。一方、接着剤液182は、中間領域から外縁部方向へと濡れ広がる。
ここで、接着剤液181液は接着剤液182より、滴下された量が多いので、水晶基板17を押付けてガラス基板14に近接させていくにつれて、接着剤液181の外縁部方向への濡れ広がりが、接着剤液182の中心方向への濡れ広がりに対抗し、接着剤液182を外縁部方向へと押し流す。
【0032】
そして、図4(C)に示すように、接着剤18において、接着液181は光透過部Aの中心に位置し、接着剤液182は光透過部Aの外縁部に近い位置に分布することとなる。つまり、光透過部Aの中心には、スペーサー粒子131が分布し、光透過部Aと外縁部との中間領域にはスペーサー粒子132が分布する。
さらに、このとき、スペーサー粒子131,132は、接着剤18の厚み方向に重なり合うことなく、単一な層状に配置する。つまり、接着剤18は、ガラス基板14と水晶基板17とに挟み込まれたスペーサー粒子131,132の粒径と実用上略同じとなる。このため、接着剤18は、均一な厚みで形成され、厚みムラが生じ難い。
【0033】
[薄片加工工程]
図5に基づいて薄片加工工程について説明する。
図5は、本実施形態における水晶基板の薄片加工工程を説明するための概略図である。
薄片加工を行う装置としては、図5(A)に示されるように、平板状の支持板31と、支持板31の支持面31Aに平行な摺動面32Aを有し、支持面31Aに対して摺動面32Aを平行に保った状態で円を描くように動作可能な砥石32を有する装置を用いる。
第一積層体1Aを、ガラス基板14が支持面31Aに接する状態となるように支持板31上で支持する。一方、水晶基板17は、上方より摺動面32Aが所定圧力で当接される。そして、水晶基板17は、砥石32が円を描くように動くことで、摺動面32Aと摺動される。これにより、図5(B)に示されるように、水晶基板17は、研削または研磨されて薄片加工される。これにより、第一積層体1Aが得られる。
【0034】
[積層体形成工程]
図6および図7に基づいて積層体形成工程について説明する。
図6は、本実施形態における第一積層体と第二積層体とを積層する方法を説明するための概略図である。図7は、本実施形態における第一積層体と第二積層体とを積層した積層体を示す斜視図である。
第二積層体1Bは、別のガラス基板14の平面に偏光分離膜15と反射膜16とをそれぞれ蒸着させて作製する。図6に示すように、台座21の平面に対して45°に傾斜したプレートPに端部下端がそれぞれ当接するように第一積層体1Aおよび第二積層体1Bを水平方向にずらして配置する。
これにより、図7に示すような、第一積層体1Aと第二積層体1Bとが45°ずれた積層体10が形成されることとなる。
【0035】
[切断工程]
積層体10を所定形状に切断する切断工程を図8および図9に基づいて説明する。
図8は、本実施形態における積層体の切断を説明するための模式図である。図9は、本実施形態における積層体の切断を説明するための模式図である。
図8で示される通り、積層された第一積層体1Aと第二積層体1Bとに光学素子平面に対してプレートP(図6参照)の配置方向と平行、つまり、光学素子の平面に対して45°の方向Lに沿って所定間隔毎に切断する。これにより、ブロック19は端面が平行四辺形となる。
【0036】
切断後、図9に示される通り、ブロック19の端部を揃えて上下に複数積層し、左右両側部分をトリミングする。つまり、最も左側に位置する偏光分離膜15または反射膜16の上縁同士をつなげ、かつ、最も右側に位置する偏光分離膜15または反射膜16の下縁同士をつなげるようにブロック19の平面に対して垂直な方向Vに沿って切断することにより、PS変換素子1(図1参照)が得られる。
【0037】
以上の構成の本実施形態では次の作用効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、圧縮変位荷重が異なるスペーサー粒子131,132を分散した複数種類の接着剤液181,182を用いているので、ガラス基板14と水晶基板17とを強い圧力で押圧した際、圧縮変位荷重が大きいものは変形し難いため、接着剤18の厚みの主面内分布を均一なものとすることができる。
具体的には、圧縮変位荷重が小さいスペーサー粒子131のみを用いた場合に、大きな押圧力を加えるとスペーサー粒子131の一部が局所的に変形して接着剤18の厚みが不均一になるおそれがある。しかし、圧縮変位荷重が異なるスペーサー粒子131,132を分散した複数種類の接着剤液181,182を複数箇所に滴下した後、押し当てて挟持すれば、過剰な押圧力を局所的に加えても接着剤18の厚みの主面内分布は均一となる。
ここで逆に、押圧力が不十分であると、スペーサー粒子131が接着剤18の厚み方向に重なり合ったままとなり、接着剤18の厚みが不均一なものとなってしまう。
よって、適切な強弱の押圧力をスペーサー粒子131,132ごとに設定してガラス基板14と水晶基板17とを貼り合せなくても、若干大きな押圧力を加えることで、安定して接着剤18の主面内の厚みを均一にすることができる。
【0038】
(2)本実施形態では、支持体14Aと水晶基板17とを貼り合わせた後、水晶基板17を薄片加工する。このとき、支持体14Aと水晶基板17とを貼り合わせる際に形成される接着剤18の厚みの主面内分布が均一であるので、その接着剤18の上に設けられる水晶基板17を均一な厚みに薄片加工することができる。
【0039】
(3)本実施形態では、接着剤液181,182をPS変換素子1の光透過部Aの中心を中心とした同心円上に液化するので、水晶基板17が押圧されるときに、この光透過部Aを中心に種々の接着剤液181,182が濡れ広がる。このため、種々のスペーサー粒子131,132は、接着剤液181,182と同様に光透過部Aの中心を中心に同心円上に濡れ広がる。
このため、光透過部Aの中心に塗布された接着剤液181に分散するスペーサー粒子131は、接着剤18において、光透過部Aの中心付近に分布し、光透過部Aと外縁部の中間領域に滴下された接着剤液182に分散されるスペーサー粒子132は、接着剤18において、外縁部に近い位置に分布することとなる。
よって、ガラス基板14の主面上に滴下する位置によって、接着剤18となった際のスペーサー粒子131,132の位置を容易に制御することができる。
【0040】
(4)本実施形態では、ガラス基板14の光透過部Aの中心に接着剤18と実用上略同じ屈折率を備えたスペーサー粒子131が分散された接着剤液181を滴下するので、水晶基板17を貼り合わせた際、接着剤18において、光透過部Aの中心に接着剤18と実用上略同じ屈折率のスペーサー粒子131が分布することとなる。
このため、スペーサー粒子131と接着剤18との光学特性が略同一であるので、この光透過部Aを光が透過する際、この光がスペーサー粒子131を透過しても、接着剤18を透過する光と同等の光学的影響を受けることとなる。つまり、スペーサー粒子131を分散した接着剤液181を用いても、同等の光学特性にすることができる。なお、硬化処理前の液状の光学接着剤液と硬化後の接着剤とは同じ組成でも屈折率が異なる。本書ではこれを明示するために、硬化前の液状の接着剤を接着剤液として記述し、硬化後の接着剤を接着剤と表記した。
【0041】
(5)本実施形態では、スペーサー粒子131,132の含有濃度が圧縮変位荷重の低いスペーサー粒子131のほうが、圧縮変位荷重の大きいスペーサー粒子132よりも高濃度であるので、光学特性への影響の少ないスペーサー粒子131が光透過部Aに存在する比率がより一層高くなり、スペーサー粒子131,132による光学特性への影響を低減することができる。
【0042】
(6)本実施形態では、圧縮変位荷重の大きいスペーサー粒子132がガラス基板14の光透過部Aの中心と外縁部の中間領域に滴下されるので、接着剤18において光透過部Aの外縁部に近い位置に分布する。
よって、中心に圧縮変位荷重の小さいスペーサー粒子131が分布しても、中心とその外縁部の中間領域のスペーサー粒子132が接着剤18の厚みを制御することができる。
したがって、大きな押圧力を加えて貼り合わせる場合でも、より一層安定して厚みムラのない均一な厚みの接着剤18を形成することができる。
【0043】
(7)本実施形態では、ガラス基板14と水晶基板17とを貼り合わせる際、押圧力が過剰に加わっても、スペーサー粒子132が変形しにくく、ガラス基板14と水晶基板17との間に挟みこまれるので、接着剤18を均一な厚みで形成することが容易にできる。したがって、高精度な偏光変換精度を有するPS変換素子1を製造することができる。
【0044】
次に、本実施形態のPS変換素子1の製造方法について、実施例により具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0045】
[実施例]
<接着剤の調合>
接着剤液181に含有するスペーサー粒子131の濃度が2wt%、接着剤液182に分散するスペーサー粒子132の濃度が1wt%となるように調合し、回転数150rpmで2時間攪拌を行った。このとき、スペーサー粒子131,132の分散性は良好であり、接着剤液181,182中にそれぞれ均一にスペーサー粒子131,132が分散していることを確認した。
【0046】
<挟持>
ガラス基板14上に接着剤液181を0.04g滴下し、接着剤液182を0.02g、複数の滴下箇所に滴下し、その上から水晶基板17を載置する。そして、スペーサー粒子131,132を分散する接着剤液181,182がほぼ全面に濡れ広がったところで、1kNの加重を60sec加える。加圧後、2mW/cmのUVランプを300sec照射し、接着剤液181,182を硬化させて接着剤18を得た。
【0047】
<貼り合わせ評価>
(厚みムラの評価)
レーザー干渉計(Fujinon社製)を用いて、ガラス基板14と水晶基板17とを貼り合せたものの透過波面収差を測定した。測定領域はPS変換素子1にした際の光透過部A(図2参照)と一致させてある。具体的には、ガラス基板14および水晶基板17の外周部1.5mmを除いてある。
【0048】
(ヘイズ値の評価)
ヘイズ値の評価については、スガ試験機社製のTMダブルビーム方式ヘーズコンピューターHZ−2を用いて3回測定を行い、算術平均したものを結果とした。
【0049】
<使用部材>
ガラス基板14、水晶基板17、接着剤液181,182およびスペーサー粒子131,132としては、以下に示すものを使用した。なお、接着剤液181と接着剤液182とは同じ材料を用いた。
・ガラス基板14(厚み2.8mm、PV=0.001mm以下、平行度±0.001以下)
・水晶基板17(厚み0.1mm、PV=0.001mm以下)
・接着剤液181,182(サンライズMSI社製:PhotoBond300、紫外線硬化型、硬化後屈折率1.51)
・10%圧縮変位荷重が低いスペーサー粒子131(日本触媒製:エポスターYS、10%圧縮変位荷重0.16gf、屈折率1.51、粒径5.0μm、CV値3.5)
・10%圧縮変位荷重が大きいスペーサー粒子132(日揮触媒化成製:真絲球、10%圧縮変位荷重0.29gf、屈折率1.45、粒径5.0μm、CV値1.6)
【0050】
[比較例1]
比較例1では、実施例1の接着剤液182のみを用いた。
塗布量、塗布パターンを含むその他の構成は、実施例1と同様である。
【0051】
[比較例2]
比較例2では、実施例1の接着剤液181のみを用いた。
塗布量、塗布パターンを含むその他の構成は、実施例1と同様である。
【0052】
<結果>
実施例および比較例の結果を以下の表1に示す。
【表1】

【0053】
<まとめ>
スペーサー粒子131,132を用いた実施例では、透過波面収差が0.51μmと小さく、ヘイズ値が0.65と良好な値(1.0以下)を示した。この程度のヘイズが発生しても、偏光変換素子1としては光学特性上問題ないことがわかっている。
これに対し、スペーサー粒子132のみを用いた比較例1では、スペーサー粒子132の圧縮変位荷重が大きいことから透過波面収差が0.52μmと小さく、接着剤18の厚みが均一であることが確認できた。しかし、スペーサー粒子132と接着剤液182との屈折率が異なることから、ヘイズ値が1.11と大きな値を示した。これは光透過部Aにスペーサー粒子132がかなりの密度で存在していたためと考えられる。
【0054】
次に、スペーサー粒子131のみを用いた比較例2では、スペーサー粒子131の圧縮変位荷重が小さいことから透過波面収差が0.65μmと大きく、接着剤18の厚みが均一でないことが確認できた。
しかし、スペーサー粒子131と接着剤液181との屈折率が同等であることから、ヘイズ値が0.47と小さな値を示した。これは光透過部Aにスペーサー粒子131がかなりの密度で存在しても、光学特性に影響がないためと考えられる。
以上より、それぞれ利点欠点を持つ2種類のスペーサー粒子131,132を適材適所に活用することにより、接着剤の厚みが均一なPS変換素子1が容易に製造できることが確認できた。
【0055】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
本実施形態では、水晶基板17を貼り合せた後、薄片加工したが、これに限らず、薄片加工した水晶基板を貼り合わせることでPS変換素子1を製造してもよい。
また、本実施形態では、PS変換素子1の製造方法であったが、これに限らない。例えば、ガラス基板14に接着剤液181,182を用いて水晶基板17を貼り合わせた位相差基板にも適用することができる。
【0056】
本実施形態では、接着剤液182を光透過部Aの四隅に塗布したが、これに限らない。例えば、同心円上に円状に接着剤液182を塗布してもよいし、同心円上でなくとも、接着剤液181よりも外側に矩形状に塗布してもよい。
つまり、接着剤液181よりも外側に接着剤液182が塗布されれば、いずれでもよい。
【0057】
本実施形態では、粒状のスペーサー粒子131,132を用いたがこれに限らず、棒状のスペーサー粒子131,132であってもよい。また、粒状のスペーサー粒子131,132と棒状のスペーサー粒子131,132とを併用してもよい。
本実施形態では、圧縮変位荷重として10%圧縮変位荷重をスペーサー粒子の選択の指標として用いた。これは初期の開放放置状態から押圧を加えて初期値の10%減少する荷重値である。しかし、これに限らず、この他の力学的な指標をスペーサー粒子の圧縮変位荷重の指標として用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明は、プロジェクター、その他の装置に用いられる偏光変換素子、その他の光学物品に利用できる。
【符号の説明】
【0059】
1…PS変換素子(光学物品)、131,132…スペーサー粒子、14…ガラス基板(透光性部材)、15…偏光分離膜、16…反射膜、17…水晶基板(結晶性材料)、18…接着剤、181,182…接着剤液、A…光透過部(中心部)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学接着剤を介して複数の透光性部材の主面を互いに貼りあわせる、光学物品の製造方法であって、
前記光学接着剤はスペーサー粒子を分散した光学接着剤液から形成され、
前記光学接着剤液を少なくともどちらか一方の前記透光性部材の主面上の複数の滴下箇所に滴下する滴下工程と、
前記複数の透光性部材の主面同士を互いに押圧して前記光学接着剤液を前記主面の間に押し広げて挟持する挟持工程と、を備え、
圧縮変位荷重の異なるスペーサー粒子をこの種類ごとに前記光学接着剤の液体中に分散した複数種類の光学接着剤液を準備し、
前記滴下工程では、前記複数種類の光学接着剤液をそれぞれ前記主面上の複数の滴下箇所に滴下することを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の光学物品の製造方法において、
前記複数種類の光学接着剤液の複数の滴下箇所は、透光性部材の主面上の中心部の少なくとも一箇所と、前記中心部と前記主面上の外縁部との中間領域の複数の箇所であることを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項3】
請求項2に記載の光学物品の製造方法において、
前記複数種類の光学接着剤液は第一の光学接着剤液と第二の光学接着剤液とで構成され、
第一の光学接着剤液は第二の光学接着剤液よりも圧縮変位荷重が大きく、前記主面上の中心部に第二の光学接着剤液を滴下し、前記主面上の中心部と外縁部との中間領域の複数の箇所に第一の光学接着剤液を滴下することを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項4】
請求項1から請求項2のいずれかに記載の光学物品の製造方法において、
前記主面上の中心部には、前記光学接着剤と実用上概ね同じ屈折率であるスペーサー粒子を分散した光学接着剤液が滴下されることを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項5】
請求項1から請求項4のいずれかに記載の光学物品の製造方法において、
前記透光性物品は、ガラス基板と水晶位相板であって、
前記光学物品は、前記ガラス基板と前記水晶位相板とが積層された第一積層体と、前記ガラス基板の主面に偏光分離膜および反射膜が形成された第二積層体と、が交互に配列された偏光変換素子であることを特徴とする光学物品の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2010−210850(P2010−210850A)
【公開日】平成22年9月24日(2010.9.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−56021(P2009−56021)
【出願日】平成21年3月10日(2009.3.10)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】