斜方蒸着による複屈折素子製造方法
【課題】１枚の基板から、効率良く、安定した品質の複屈折素子を複数得る。
【解決手段】複屈折基板１８は、ガラス基板上に複屈折性を示す斜方蒸着膜を設けたものであり、その大きさは複数の複屈折素子を切り出すことができる大きさとなっている。複屈折基板１８の進相軸の方向は複屈折基板１８内の位置によって異なり、複屈折基板１８の中央及び左右各部において進相軸２２Ｃ，２２Ｒ，２２Ｌのように放射状に分布する。このため、複屈折基板１８から複屈折素子を切り出すときに、複屈折基板１８内での各々の複屈折素子の向きが、複屈折基板１８内で斜方蒸着膜の蒸着源に近い側から遠い側にかけて広がる放射状の向きとなるように、複屈折基板１８を切断する。
【解決手段】複屈折基板１８は、ガラス基板上に複屈折性を示す斜方蒸着膜を設けたものであり、その大きさは複数の複屈折素子を切り出すことができる大きさとなっている。複屈折基板１８の進相軸の方向は複屈折基板１８内の位置によって異なり、複屈折基板１８の中央及び左右各部において進相軸２２Ｃ，２２Ｒ，２２Ｌのように放射状に分布する。このため、複屈折基板１８から複屈折素子を切り出すときに、複屈折基板１８内での各々の複屈折素子の向きが、複屈折基板１８内で斜方蒸着膜の蒸着源に近い側から遠い側にかけて広がる放射状の向きとなるように、複屈折基板１８を切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機の誘電体材料を斜方蒸着して製造される複屈折素子の製造方法に関し、さらに詳しくは、斜方蒸着膜が設けられた複屈折基板を切断して複屈折素子を複数得る複屈折素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複屈折性を示す光学素子は、波長板や位相差補償板として広く利用されている。複屈折素子としては、高分子フィルムを延伸したものや、液晶高分子を所定の配向で重合させたもの、無機の誘電体材料をガラス基板等に斜方蒸着したものなどが知られている。
【０００３】
高分子フィルムや液晶高分子のような有機材料を用いる複屈折素子は、高照度環境や紫外線や青紫光等短波長の光によってその光学特性は劣化してしまう。しかし、斜方蒸着膜による複屈折素子は、無機材料からなるので、光の波長や使用環境を問わず、耐久性に優れることが知られている。また、斜方蒸着膜による複屈折素子は、その複屈折性を自在にかつ容易に設計できることが知られている。こうしたことから斜方蒸着膜が複屈折素子として種々の光学システムで利用されている。
【０００４】
斜方蒸着による複屈折素子の製造方法としては、製造効率の点から、複数個の複屈折素子を得ることができる比較的大きな基板上に斜方蒸着膜を成膜し、これを切断して個々の複屈折素子を得る製造方法が知られている。
【０００５】
このとき、数ｍｍ角程度の大きさに切り分けた個々の複屈折素子よりも、斜方蒸着膜を成膜した切断前の基板の方が品質検査時等に取り扱いやすいが、切断前の基板と切断後の個々の複屈折素子とでは、その光学特性が異なることがあることが知られている。このため、斜方蒸着膜を成膜するガラス基板上に、予め切断位置を示す溝を設けておき、この溝によって個々の複屈折素子に対応する斜方蒸着膜を予め分断して成膜することで、基板切断時に斜方蒸着膜にかかる応力を低減させ、取り扱いやすい切断前の基板の状態のままで、個々の複屈折素子の品質検査を行えるようにした製造方法が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２２８３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
斜方蒸着膜の複屈折特性は、無機の誘電体材料である蒸着物が基板に飛来する方向によって定まり、基板に対して蒸着物の飛来する方向（以下、蒸着方向という）に平行な方向が進相軸となり、これに垂直な方向が遅相軸となる。通常、蒸着源とこれを蒸着する基板との距離は十分に離されており、蒸着源から飛来する蒸着物は、基板のどの位置においても全て平行に飛着するものとみなされる。このため、基板の内では位置によらず一様な光学特性の斜方蒸着膜が成膜されることを前提として、斜方蒸着膜を成膜した基板は、格子状に切断され、個々の複屈折素子とされる。
【０００７】
しかしながら、比較的大きな基板上に斜方蒸着膜を成膜し、これを切断して複数の複屈折素子を得る場合には、斜方蒸着膜を成膜する際に、基板の中央部分と周縁部分とでは蒸着方向に無視できない角度差が生じる。このため、前述のように、単に格子状に基板を切断すると、基板中央部分から得られた複屈折素子では、素子の端に平行な方向が進相軸となっていても、基板周縁部分から得られた複屈折素子では、素子の端辺に対して傾斜した方向が進相軸となり、端辺に対する各素子内での進相軸（遅相軸）の方向に差異が生じてしまう。また、このような、同じ基板から得られた各素子間で生じる進相軸方向の差異は、蒸着装置への基板の設置角度が僅かに傾いてしまっただけでも異なるだけでさらに顕著となるため、多数の複屈折素子を製造する場合には、進相軸方向のばらつき幅が大きくなる。
【０００８】
このように、同じ基板から切り出される各複屈折素子の進相軸が大きく異なると、複屈折素子を複数個同時に製造できるにしても、その全てについて所定規格内の光学特性となっているか否かを検査しなければならず、かえって製造効率が悪化してしまうという問題もある。
【０００９】
また、複数個の複屈折素子を切り出す比較的大きな基板に斜方蒸着膜を設ける場合に、これを格子状に一様に切断して、中央部分と周縁部分とで略同質の複屈折素子を得るためには、複屈折素子を個々に製造する場合よりも、蒸着源を基板から離しておくことが必要となるが、蒸着効率や蒸着装置の大きさの制約から、このような対処は困難である。
【００１０】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、斜方蒸着膜を成膜した基板から、効率良く、安定した品質の複屈折素子を得ることができる複屈折素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の複屈折素子製造方法は、複屈折性を示す斜方蒸着膜が表面に成膜された複屈折基板を切断して、複屈折素子を複数個得る複屈折素子製造方法であり、前記複屈折基板内での各々の前記複屈折素子の向きが前記斜方蒸着膜の蒸着源に近い側から遠い側にかけて広がるように、前記複屈折基板を放射状に切断することを特徴とする。
【００１２】
また、前記複屈折素子の幅の間隔で平行な対となるように、かつ、前記対が前記放射状の向きに設けられ、前記複屈折基板から複数個の前記複屈折素子からなる列への切断方向を定める第１切断線と、対になる前記第１切断線の間に設けられ、前記複屈折素子の長さの間隔で前記第１切断線に垂直な方向に前記列の切断方向を定める第２切断線とを設け、前記第１切断線及び前記第２切断線に沿って前記複屈折基板を割断して前記複屈折素子を得ることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第２切断線は、隣接する前記列の前記第１切断線に交わらないように、隣接する前記列の前記第１切断線から所定の間隔をあけて設けられることを特徴とする。
【００１４】
また、前記第１切断線または前記第２切断線を設けるときに、前記複屈折素子となる面内に前記複屈折素子の方向を識別するマークを設けることを特徴とする。
【００１５】
また、前記マークは、前記第２切断線が設けられるときに、前記第２切断線と平行に前記第２切断線と同じ方法で設けられる識別線であり、該識別線で前記列が割断されないように、前記第２切断線よりも浅く設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、斜方蒸着膜を成膜した基板から、効率良く、安定した品質の複屈折素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に示すように、斜方蒸着装置１１は、無機の誘電体材料等の蒸着物を、ガラス基板等の被蒸着物の表面に対して斜め方向から蒸着する蒸着装置であり、回転ドーム１２や蒸着源１３を真空槽（図示しない）に配置したものである。
【００１８】
蒸着源１３には、斜方蒸着膜の材料となる無機の誘電体材料が配置される。蒸着源１３は、真空槽内を真空引きした状態で電子銃（図示しない）等によって加熱，熔融され、配置された誘電体材料を回転ドーム１２の方向へと飛散させる。このとき、真空槽が十分に真空引きされていれば、破線矢印で示すように、蒸着源１３から飛散する誘電体材料は、回転ドーム１２の各所へ向けて直線的に飛散される。
【００１９】
回転ドーム１２は、側面が蒸着源１３に向けて開いた円錐面となっており、回転自在に設けられている。また、回転ドーム１２の内面には基板ホルダ１４が複数設けられている。基板ホルダ１４は、回転ドーム１２の内壁に斜め方向に設けられており、複屈折素子の基材となるガラス基板１６（図２参照）を内側に向けて保持する。このため、蒸着源１３から飛散する誘電体材料は、基板ホルダ１４に保持されたガラス基板１６に、ガラス基板１６の表面に対して斜め方向から飛着し、堆積され、斜方蒸着膜１７（図２参照）となる。
【００２０】
図２に示すように、基板ホルダ１４に配置されるガラス基板１６は、長方形で、複屈折性を示さない透明なガラス板であり、その表面には斜方蒸着装置１１によって斜方蒸着膜１７が成膜され、複屈折基板１８となる。また、ガラス基板１６の大きさは、複数個（図２では３列９個）の複屈折素子２１を得られる大きさとなっており、ガラス基板１６上に斜方蒸着膜１７を成膜して複屈折基板１８とした後に、この複屈折基板１８を破線で示す所定の大きさに切断して、複数の複屈折素子２１に切り分けられる。
【００２１】
斜方蒸着膜１７は、複屈折性を示す誘電体薄膜であり、蒸着源１３からガラス基板１６への誘電体材料の蒸着方向によって進相軸（遅相軸）の方向が定まる。ガラス基板１６の各辺が鉛直及び水平となるように基板ホルダ１４に正確に配置された状態で斜方蒸着膜１７が成膜されると、複屈折基板１８の中央部分では、斜方蒸着膜１７の成膜時に鉛直に配置される辺（以下、縦辺という）に平行な方向が進相軸２２Ｃとなり、これに垂直な方向が遅相軸となる。
【００２２】
一方、図２及び図３（Ａ）に示すように、ガラス基板１６が複数の複屈折素子２１を含む比較的大きな基板であるために、中央部分での蒸着方向と、周縁部分での蒸着方向とでは角度差θが生じる。前述のように、進相軸の方向は蒸着方向を複屈折基板１８に正射影した方向となるので、斜方蒸着膜１７の進相軸は、蒸着源１３を中心として、蒸着源１３に近い側から遠い側にかけて広がる放射状の方向が複屈折基板１８の各箇所での進相軸の方向となる。
【００２３】
ガラス基板１６の各辺が鉛直及び水平となるように、ガラス基板１６が基板ホルダ１４に保持された状態で斜方蒸着膜１７を成膜した場合に、切断後に複屈折素子２１となる複屈折基板１８の各部分を蒸着源１３から見て中央及び左右の部分に分け、これら中央部分、右部分、左部分３箇所の進相軸の方向を代表して表すと、複屈折基板１８の中央では鉛直に配置した縦辺に平行な進相軸２２Ｃとなる。また、複屈折基板１８の右部分では、進相軸２２Ｒの方向は進相軸２２Ｃから角度θだけ傾斜したものとなる。同様に、複屈折基板１８の左部分では進相軸２２Ｌの方向は、進相軸２２Ｃから角度−θだけ傾斜した方向となる。
【００２４】
さらに、図３（Ｂ）に示すように、基板ホルダ１４に対してガラス基板１６が傾斜して配置された状態で斜方蒸着膜１７が成膜されると、ガラス基板１６の基板ホルダ１４への設置角度に応じて、複屈折基板１８内での進相軸の方向は相対的に回転した方向となる。蒸着源１３から見て反時計回りに角度αだけ回転していた場合には、複屈折基板３１中央部分の進相軸３２Ｃは、前述の場合（進相軸２２Ｃ）よりも角度αだけ時計回りに回転した方向となる。同様に、複屈折基板３１の右部分における進相軸３２Ｒは、複屈折基板３１の縦辺と平行な方向を基準として、θ＋αだけ時計回りに回転した方向となり、複屈折基板３１の左部分における進相軸３２Ｌは、θ−αだけ時計回りに回転した方向となる。
【００２５】
このように、複屈折基板１８の縦辺の方向を基準として、複屈折基板１８内の位置に応じて進相軸の方向が異なるときに、縦辺に平行及び垂直な方向に沿って、格子状に複屈折基板１８を切断して、複屈折素子２１を得ようとすると、同じ複屈折基板１８であっても、その位置によって各複屈折素子２１の光学特性に大きなばらつきが生じる。
【００２６】
図４（Ａ）に示すように、ガラス基板１６の各辺が正確に鉛直及び水平となるように、ガラス基板１６が基板ホルダ１４に保持された状態で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８を、複屈折基板１８の縦辺に平行に、３列９個の複屈折素子２１に切り分ける。
【００２７】
このとき、複屈折基板１８の中央部分の列４１（以下、中央列という）では、進相軸２２Ｃの方向が、中央列４１の長辺方向と一致する。このため、中央列４１から切り分けられた３個の複屈折素子２１の左右の辺と、進相軸２２Ｃの方向とは平行となる。
【００２８】
一方、複屈折基板１８の右部分の列４２（以下、右列という）では、進相軸２２Ｒの方向が、右列４２の長辺方向に対して時計回りにθ度傾斜している。このため、右列４２から切り分けられた３個の複屈折素子２１の左右の辺と、進相軸２２Ｒの方向は非平行となる。同様に、複屈折基板１８の左部分の列４３（以下、左列という）では、進相軸２２Ｌの方向が、左列４３の長辺方向に対して反時計回りにθ度傾斜しているから、これを切り分けて得られる３個の複屈折素子２１の左右の辺と、進相軸２２Ｌの方向は非平行となる。
【００２９】
さらに、図４（Ｂ）に示すように、ガラス基板１６の各辺が鉛直及び水平方向から角度αだけ回転した状態で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板３１を、複屈折基板３１の縦辺に平行に３列９個の複屈折素子２１に切り分ける。このため、複屈折基板３１の中央列４１では、進相軸３２Ｃの方向は時計回りにα度傾斜する。また、複屈折基板３１の右列４２では、進相軸３２Ｒの方向が複屈折素子２１の縦辺に平行な方向からθ＋α度傾斜した方向となり、複屈折基板３１の左列４３では、進相軸３２Ｌの方向が複屈折素子２１の縦辺に平行な方向からθ−α度傾斜した方向となる。
【００３０】
複屈折基板１８内での進相軸の傾斜角θの大きさは、複屈折基板１８内の位置とともに、ガラス基板１６と蒸着源１３との距離や、ガラス基板１６の大きさ、各複屈折素子２１の大きさといった斜方蒸着膜１７の成膜条件に依存するが、概ね１度程度である。また、ガラス基板１６の基板ホルダ１４への設置角度αのばらつきは、概ね０．５度程度である。
【００３１】
斜方蒸着膜１７によって複屈折性を示すようにした複屈折素子２１は、進相軸の方向が素子の縦辺に平行となっていることが求められ、実際上は進相軸と縦辺とのなす角が０±１．５度以内におさまっていることが求められる。
【００３２】
したがって、上述のように、ガラス基板１６が基板ホルダ１４に各辺が鉛直及び水平に正確に保持された状態で斜方蒸着膜１７が成膜されれば、複屈折基板１８の左右両列４２，４３から得られる複屈折素子２１においても、素子の縦辺に対する角度は０±１．５度の範囲内となり、複屈折基板１８から９個の複屈折素子２１を得ることができる。
【００３３】
しかし、複屈折基板３１のように、僅かでも基板ホルダ１４へのガラス基板１６の設置角度がずれていると、中央列４１及び左列４３では各々の進相軸の方向が縦辺に対して０±１．５度の範囲におさまるものの、右列４２から得られる複屈折素子２１では、その進相軸３２Ｒの方向が縦辺に対して１．５度程度となり、場合によっては進相軸の傾斜角度が０±１．５度の範囲を超えることもあり、複屈折基板１８をその縦辺に平行に格子状に切断しても、一部複屈折素子２１として用いることができないことがある。このことは、基板ホルダ１４へのガラス基板１６の設置角度の回転が上述の例の逆方向（時計回り）である場合にも同様である。こうしたことから、複屈折基板３１を切断して複数の複屈折素子２１を得る場合には、全ての複屈折素子２１について、その光学特性（進相軸の方向等）について検査を実施しなければならない。
【００３４】
そこで、図５に示すように、複屈折基板１８を切断して複屈折素子２１を得るときに、各々の複屈折素子２１の向きが複屈折基板１８内で、斜方蒸着膜１７の蒸着源１３に近い側から遠い側にかけて広がる放射状の向きとなるように屈折基板１８を切断することで、各々の複屈折素子２１の進相軸の方向が複屈折基板１８の各箇所での進相軸の方向に沿うようにする。
【００３５】
ガラス基板１６の各辺が正確に鉛直及び水平方向となるように保持された状態で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８を切断して３列９個の複屈折素子２１を得るときには、図５（Ａ）に示すように、中央列５２はその長辺が複屈折基板１８の縦辺に平行になるようにし、右列５３はその長辺が複屈折基板１８の縦辺に対して所定角度βだけ進相軸２２Ｒに沿って傾斜させて切断する。同様に、左列５４はその長辺が複屈折基板１８の縦辺に対して所定角度βだけ進相軸２２Ｌに沿って傾斜させて切断する。そして、各列５２〜５４を、長辺に垂直な方向に切断して、各々から３個の複屈折素子２１を得る。
【００３６】
このように、複屈折基板１８を切断して複屈折素子２１を得るときに、中央列５２、右列５３、左列５４を放射状に分布するようにすると、各列５２〜５４から得られる複屈折素子２１の進相軸の方向は、各複屈折素子２１の辺の方向と略平行となる。
【００３７】
右列５３から得られる複屈折素子２１の進相軸方向は、正確には複屈折基板１８の進相軸２２Ｒに等しく、図５（Ａ）の右列５３内に破線で示す右列５３の長辺方向からθ−β度傾斜している。しかし、右列５３から得られる複屈折素子２１の進相軸の傾斜角度（θ−β）は、複屈折基板１８の縦辺に平行に、格子状に切断する場合（図４（Ａ）参照）と比較すれば、複屈折素子２１の辺に対して平行により近くなっている。このことは、左列５４から得られる複屈折素子２１についても同様である。
【００３８】
さらに、ガラス基板１６が角度αだけ回転した状態で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板３１を切断して、３列９個の複屈折素子２１を得る場合に、図５（Ｂ）に示すように、中央列５２をその長辺が複屈折基板３１の縦辺に平行になるようにし、右列５３及び左列５４は所定角度βだけ各々の位置の進相軸に沿った方向に傾斜させて切断する。
【００３９】
このとき、中央列５２から得られる複屈折素子２１の進相軸方向は、複屈折基板３１の進相軸３２Ｃに等しく、図５（Ｂ）の中央列５２内に破線で示す中央列５２の長辺方向からα度傾斜しており、複屈折素子２１の縦辺に平行に格子状に切断する場合（図４（Ｂ））と同じである。
【００４０】
一方、右列５３から得られる複屈折素子２１の進相軸方向は、複屈折基板３１の進相軸３２Ｒに等しく、右列５３の長辺方向（右列５３内に破線で示す方向）からθ＋α−β度傾斜している。この進相軸の傾斜角度（θ＋α−β）は、複屈折基板１８の縦辺に平行に、格子状に切断する場合（図４（Ｂ））と比較すれば、複屈折素子２１の辺に対して平行な方向により近くなっている。特に、複屈折基板１８の縦辺方向を基準とした右列５３の長辺方向の傾斜角度βの大きさを、複屈折素子２１の右部分の進相軸２２Ｒの傾斜角度θと略等しい１度程度とすれば、右列５３から得られる複屈折素子２１の進相軸の傾斜角はα程度の範囲になる。このため、ガラス基板１６が回転した状態で斜方蒸着膜１７が成膜された場合にも、右列５３から得られる複屈折素子２１は、進相軸の傾きが所定の規格（縦辺に対して０±１．５度）に十分に収まるようになる。
【００４１】
また、同様にして、左列５４から得られる複屈折素子２１の進相軸方向は、複屈折基板３１の進相軸３２Ｌに等しく、左列５４の長辺方向（左列５４内に破線で示す方向）からθ−α−β度傾斜している。この進相軸の傾斜角度（θ−α−β）は、複屈折素子２１の縦辺に平行に、格子状に切断する場合（図４（Ｂ））と比較すれば、複屈折素子２１の辺に対して平行な方向により近くなっている。
【００４２】
上述のように、複屈折基板１８，３１内の各位置における進相軸方向に沿うように、切り出す複屈折素子２１の向きを、複屈折基板１８，３１内で放射状に傾斜して分布するようにして複屈折基板１８を切断すれば、複屈折素子２１が複屈折基板１８，３１のどの位置から切断されたものかによらず、複屈折素子２１の進相軸方向は、各々の複屈折素子２１の縦辺に略平行な方向となり、全て所定規格内に安定して収まるようにすることができる。このため、複屈折基板１８，３１から切断して製造された全ての複屈折素子２１について光学特性を検査する必要は無くなり、斜方蒸着膜１７の成膜条件によらない偶発的な欠陥を検査のための抜き取り検査だけで安定した品質の複屈折素子２１を製造することができるようになる。
【００４３】
なお、前述のように、斜方蒸着膜１７の進相軸の方向は、蒸着源１３を中心とした放射状になるから、同じ列（例えば、右列５３）から得られる複屈折素子２１であっても、蒸着源１３から遠い回転ドームの上段側から得られる複屈折素子２１と、蒸着源１３に近い回転ドームの下段側から得られる複屈折素子２１とを比較すれば、上段側から得られる複屈折素子２１の方が進相軸は縦辺方向に近くなる。このように、同じ列から得られる複屈折素子２１であっても、蒸着方向の様態（進相軸の方向）に差異が生じる。
【００４４】
このため、下段側から得られる複屈折素子２１までもその進相軸方向が所定規格内に十分に収まるようにし、複屈折素子２１を数多く得るためには、複屈折基板１８，３１の周縁部分から切り出す各列（右列５３，左列５４）の傾斜角度βは、左右各列５３，５４の各々の位置における蒸着方向の傾斜角度θと等しくすることが好ましい。
【００４５】
なお、前述のように、斜方蒸着膜１７の進相軸の方向は、蒸着源１３を中心とした放射状になるから、ガラス基板１６の回転ドーム１２内での保持位置によっては同じ列（例えば、右列５３）から得られる複屈折素子２１であっても、蒸着源１３から遠い回転ドーム１２の上段側で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８の右列から得られる複屈折素子２１と、蒸着源１３に近い回転ドーム１２の下段側で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８の右列５３からえら得る複屈折素子２１とを比較すれば、回転ドーム１２の上段側の複屈折基板１８から得られる複屈折素子２１の方が、進相軸方向が縦辺方向に近くなる。このため、回転ドーム２１内での保持位置によらず、１度の蒸着で得られる複数の複屈折基板１８から、進相軸方向が所定規格内におさまった複屈折素子２１をできるだけ多く得るためには、複屈折基板１８，３１の周縁部分から切り出す各列（右列５３，左列５４）の傾斜角度βを、左右各列５３，５４の各々の位置における蒸着方向の傾斜角度θと等しくなるように、各ガラス基板１６でそれぞれに調節することが好ましい。
【００４６】
また、一度に多数の複屈折基板１８，３１を製造するときには、製造効率等の点から、回転ドーム１２内での個々のガラス基板１６の保持位置に応じて傾斜角度βを調節することが難しいことがある。こうした場合には、同時に斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８，３１の全てで、周縁部分から切り出す各列の傾斜角度βが、回転ドーム１２の各段における蒸着方向の傾斜角度θの平均値と等しくなるようにすることが好ましい。例えば、回転ドーム１２に４段の基板ホルダ１４が設けられているときに、１段目から４段目までの蒸着方向の傾斜角度θの平均値が０．７度の場合、全段から得られる全ての複屈折基板１８で、傾斜角度βが０．７度となるように切断して複屈折素子２１を得ることが好ましい。
【００４７】
上述のように、複屈折基板１８，３１内の各位置における進相軸方向に沿うように、切り出す複屈折素子２１の向きを、複屈折基板１８，３１内で放射状に傾斜して分布するようにして複屈折基板１８を切断する場合には、以下に説明するように複屈折基板１８を切断することが好ましい。なお、複屈折基板３１を切断する場合にも、複屈折基板１８を切断する手順と同様なので、複屈折基板１８を例に説明する。
【００４８】
まず、図６（Ａ）に示すように、複屈折基板１８の中央部分では端辺に平行に、左右各部分では蒸着源１３に近い側から遠い側にかけて広がるように放射状に、第１切断線６１を設ける。このとき、第１切断線６１は、中央及び左右各部で２つの第１切断線６１が複屈折素子２１の幅の間隔で平行な対となるように設ける。この第１切断線６１は、スクライバによって複屈折基板１８の表面に設けられた溝構造であり、僅かな衝撃を与えることで複屈折基板１８に第１切断線６１に沿った亀裂を生じさせて割断することができる深さに設けられる。
【００４９】
このように設けた第１切断線６１は複屈折基板１８の各部分における進相軸２２Ｃ，２２Ｒ，２２Ｌに略平行となり、また、対になる第１切断線６１の間の領域についても、その進相軸は複屈折基板１８の各部分における進相軸２２Ｃ，２２Ｒ，２２Ｌと略等しくなる。さらに、対になるように設けられた第１切断線６１は、後にいくつかの複屈折素子２１へ切り分けられる列への切断方向を定める。第１切断線６１ａ，６１ｂは、互いに平行であるとともに、複屈折基板１８の左部分の進相軸２２Ｒに略平行に設けられており、左列５４の長辺方向を定める。同様に、第１切断線６１ｃ，６１ｄは、互いに平行であるとともに、複屈折基板１８の中央部分の進相軸２２Ｃに略平行に設けられており、中央列５２の長辺方向を定める。さらに、第１切断線６１ｅ，６１ｆは、互いに平行であるとともに、複屈折基板１８の右部分の進相軸２２Ｒに略平行に設けられており、右列５３の長辺方向を定める。
【００５０】
次に、図６（Ｂ）に示すように、対になる第１切断線６１の間に、第１切断線６１に垂直な方向に第２切断線６２を設ける。また、第２切断線６２は、隣接する列（中央列５２，左列５４，右列５３）の第１切断線６１に交わらないように、隣の列の第１切断線６１から所定の間隔をあけて設けられる。さらに、第２切断線６２は、第１切断線６１に沿って複屈折素子２１の長さの間隔で複数設けられる。この第２切断線６２は、第１切断線６１と同様に、スクライバによって複屈折基板１８の表面に設けられた溝構造であり、僅かな衝撃を与えることで各列５２，５３，５４に第２切断線６２に沿った亀裂を生じさせ、複屈折素子２１に割断することができる深さに設けられる。切断線６２ａ，６２ｂの間が左列上段の複屈折素子２１となり、切断線６２ｂ，６２ｃの間が左列５４中段の複屈折素子２１に、切断線６２ｃ，６２ｄが左列５４下段の複屈折素子２１となる。また、符号を付さないが、中央列５２、右列５３についても同様である。
【００５１】
そして、上述のように設けた第１切断線６１及び第２切断線６２に沿って複屈折基板１８を割断し、個々の複屈折素子２１を得る。
【００５２】
ダイサーのような直接基板を切断する治具によって複屈折基板１８を切断すると、ダイサーの刃は厚みや径が大きいために切断代を大きく取る必要があるばかりか、近接する位置から切り出される複屈折素子２１にひび割れを生じさせたり、細かい削り屑が付着することによって光学特性に悪影響を与えたりする等の不具合が生じることがある。また、レーザーによって複屈折基板１８を切断すると、発生する熱によって斜方蒸着膜１７の膜質に悪影響を及ぼすことがある。しかし、ダイサーやレーザーなどによるのではなく、上述のようにスクライバによって第１切断線６１，第２切断線６２を設け、これに沿って複屈折基板１８を割断し、個々の複屈折素子２１を得るようにすることで、近接する位置から切り出される複屈折素子２１にひび割れ等の不具合を生じさせること無く、また、複屈折基板１８から複数の複屈折素子２１を効率良く得ることができる。
【００５３】
なお、上述の手順によって複屈折基板１８を切断すると、切り出された個々の複屈折素子２１の上下左右の区別がつかなくなる。このため、複屈折素子２１の方向を示すマークを複屈折素子２１に設けるようにしても良い。例えば、図７（Ａ）に示すように、横方向の切断線６２を設けるときに、複屈折素子２１の上側（蒸着源１３からより遠い位置）を示す識別線６３を、切断線６２に沿って複屈折素子２１の面内に設ける。この識別線６３は、切断線６２を設けるときに同時に設けられ、切断線６２と同様にスクライバで複屈折基板１８の表面に設けた浅い溝であり、視認できるが、複屈折基板１８を割断するときにこの識別線６３に沿っては亀裂が生じないように切断線６２よりも浅く設ける。こうして識別線６３を設けておけば、図７（Ｂ）に示すように、複屈折基板１８を個々の複屈折素子２１に割断した後にも、複屈折素子２１の上下左右の方向が識別できるようになる。
【００５４】
ここでは、複屈折素子２１の上側に識別線６３を設ける例を説明したが、これに限らず、複屈折素子２１の下側に識別線６３を設けるようにしても良い。また、複屈折素子２１の方向識別のために設けるマークは、上述の識別線６３に限らず、模様や文字、切り欠き等であっても良いが、切断線６２と同時に、容易に設けられることから、上述のように、識別線６３を設けることが好ましい。さらに、複屈折素子２１の方向を識別するためのマークとして識別線６３を、第２切断線６２を設けるときに、第２切断線６２に平行に設ける例を説明したが、第１切断線６１を設けるときに、第１切断線６１と平行に設けるようにしても良い。
【００５５】
なお、上述の実施形態では、複屈折基板１８から３列９個の複屈折素子２１を得る例を説明したが、これに限らず、さらに多数の複屈折素子２１を得るようにしても良い。また、列の数も３列に限らず、２列や４列以上にしても良い。さらに、上述の実施形態では、列ごとに縦辺方向が揃うようにして複屈折基板１８を切断するが、これに限らない。例えば、複屈折基板１８から切り出す複屈折素子２１の位置が各々の位置の進相軸の方向に沿って放射状に分布されていれば良く、縦辺方向が揃った列状にではなく、個々の複屈折素子２１を得る複屈折基板１８内の位置は任意に定めて良い。しかし、第１切断線６１，第２切断線６２を設けやすくなるとともに、これに沿って割断しやすく、欠け等も生じにくくなるから、上述の実施形態のように、列毎に複屈折素子２１の縦辺方向を揃えて、複屈折素子２１を切り出すことが好ましい。
【００５６】
なお、上述の実施形態では、複屈折基板１８内で蒸着方向の傾斜角度θが１度程度となっている例を説明したが、斜方蒸着装置１１の構成やガラス基板１６の大きさ、１枚の複屈折基板１８から得る複屈折素子２１の個数等によって定まるものであるから、上述の実施形態で用いた角度θ，α，βは実際の条件によって定められる。また、上述の実施形態では、複屈折素子２１の進相軸が縦辺の方向を基準として０±１．５度を所定の規格として説明したが、これに限らず、他の規格の複屈折素子についても上述の実施形態と同様にして製造することができる。
【００５７】
なお、上述の実施形態では、複屈折基板１８の基板として長方形のガラス基板１６を用いる例を説明したが、これに限らず、樹脂等のガラス以外の材料を基板として用いても良い。また、基板の形状も長方形に限らず、円形等、任意の形状としても良い。
【００５８】
なお、上述の実施形態では、ガラス基板１６上に斜方蒸着膜１７を成膜した後に、第１切断線６１，第２切断線６２を設け、これに沿って複屈折基板１８，３１を割断して複屈折素子を得る例を説明したが、これに限らず、斜方蒸着膜１７を成膜する前のガラス基板１６に予め第１切断線６１，第２切断線６２を設けておき、第１切断線６１，第２切断線６２が設けられたガラス基板上に斜方蒸着膜１７を成膜し、ガラス基板１６に予め設けた切断線に沿って割断して複屈折素子を得るようにしても良い。また、このように斜方蒸着膜１７の成膜前にガラス基板１６に予め設ける切断線は、斜方蒸着膜１７が成膜されるガラス基板１６の前面に設けても良く、斜方蒸着膜１７の成膜されない背面に設けておいても良い。
【００５９】
なお、上述の実施形態では、複屈折基板１８，２１を放射状に切断し、切断線６１，６２（複屈折素子２１の辺）と各複屈折素子２１の進相軸の方向が略平行になるようにした例を説明したが、これに限らず、複屈折素子２１の進相軸の方向が複屈折素子２１の辺に対して一定の角度だけ傾斜するように、切断腺６１，６２の方向を、進相軸の方向に対して一定角度だけ傾斜する方向にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】斜方蒸着装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】複屈折基板の構成を示す説明図である。
【図３】複屈折基板内の進相軸方向を示す説明図である。
【図４】複屈折基板を格子状に切断して複屈折素子を得る場合に、複屈折素子と進相軸の関係を示す説明図である。
【図５】複屈折基板から進相軸に沿って放射状に切断して複屈折素子を得る場合に、複屈折素子と進相軸の関係を示す説明図である。
【図６】複屈折基板から進相軸に沿って放射状に切断して複屈折素子を得る手順を示す説明図である。
【図７】複屈折素子に識別線を設ける例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１ 斜方蒸着装置
１２ 回転ドーム
１３ 蒸着源
１４ 基板ホルダ
１６ ガラス基板
１７ 斜方蒸着膜
１８，３１ 複屈折基板
２１ 複屈折素子
２２Ｃ，２２Ｒ，２２Ｌ，３２Ｃ，３２Ｒ，３２Ｌ 進相軸
４１，５２ 中央列
４２，５３ 右列
４３，５４ 左列
６１ 第１切断線
６２ 第２切断線
６３ 識別線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機の誘電体材料を斜方蒸着して製造される複屈折素子の製造方法に関し、さらに詳しくは、斜方蒸着膜が設けられた複屈折基板を切断して複屈折素子を複数得る複屈折素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複屈折性を示す光学素子は、波長板や位相差補償板として広く利用されている。複屈折素子としては、高分子フィルムを延伸したものや、液晶高分子を所定の配向で重合させたもの、無機の誘電体材料をガラス基板等に斜方蒸着したものなどが知られている。
【０００３】
高分子フィルムや液晶高分子のような有機材料を用いる複屈折素子は、高照度環境や紫外線や青紫光等短波長の光によってその光学特性は劣化してしまう。しかし、斜方蒸着膜による複屈折素子は、無機材料からなるので、光の波長や使用環境を問わず、耐久性に優れることが知られている。また、斜方蒸着膜による複屈折素子は、その複屈折性を自在にかつ容易に設計できることが知られている。こうしたことから斜方蒸着膜が複屈折素子として種々の光学システムで利用されている。
【０００４】
斜方蒸着による複屈折素子の製造方法としては、製造効率の点から、複数個の複屈折素子を得ることができる比較的大きな基板上に斜方蒸着膜を成膜し、これを切断して個々の複屈折素子を得る製造方法が知られている。
【０００５】
このとき、数ｍｍ角程度の大きさに切り分けた個々の複屈折素子よりも、斜方蒸着膜を成膜した切断前の基板の方が品質検査時等に取り扱いやすいが、切断前の基板と切断後の個々の複屈折素子とでは、その光学特性が異なることがあることが知られている。このため、斜方蒸着膜を成膜するガラス基板上に、予め切断位置を示す溝を設けておき、この溝によって個々の複屈折素子に対応する斜方蒸着膜を予め分断して成膜することで、基板切断時に斜方蒸着膜にかかる応力を低減させ、取り扱いやすい切断前の基板の状態のままで、個々の複屈折素子の品質検査を行えるようにした製造方法が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２２８３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
斜方蒸着膜の複屈折特性は、無機の誘電体材料である蒸着物が基板に飛来する方向によって定まり、基板に対して蒸着物の飛来する方向（以下、蒸着方向という）に平行な方向が進相軸となり、これに垂直な方向が遅相軸となる。通常、蒸着源とこれを蒸着する基板との距離は十分に離されており、蒸着源から飛来する蒸着物は、基板のどの位置においても全て平行に飛着するものとみなされる。このため、基板の内では位置によらず一様な光学特性の斜方蒸着膜が成膜されることを前提として、斜方蒸着膜を成膜した基板は、格子状に切断され、個々の複屈折素子とされる。
【０００７】
しかしながら、比較的大きな基板上に斜方蒸着膜を成膜し、これを切断して複数の複屈折素子を得る場合には、斜方蒸着膜を成膜する際に、基板の中央部分と周縁部分とでは蒸着方向に無視できない角度差が生じる。このため、前述のように、単に格子状に基板を切断すると、基板中央部分から得られた複屈折素子では、素子の端に平行な方向が進相軸となっていても、基板周縁部分から得られた複屈折素子では、素子の端辺に対して傾斜した方向が進相軸となり、端辺に対する各素子内での進相軸（遅相軸）の方向に差異が生じてしまう。また、このような、同じ基板から得られた各素子間で生じる進相軸方向の差異は、蒸着装置への基板の設置角度が僅かに傾いてしまっただけでも異なるだけでさらに顕著となるため、多数の複屈折素子を製造する場合には、進相軸方向のばらつき幅が大きくなる。
【０００８】
このように、同じ基板から切り出される各複屈折素子の進相軸が大きく異なると、複屈折素子を複数個同時に製造できるにしても、その全てについて所定規格内の光学特性となっているか否かを検査しなければならず、かえって製造効率が悪化してしまうという問題もある。
【０００９】
また、複数個の複屈折素子を切り出す比較的大きな基板に斜方蒸着膜を設ける場合に、これを格子状に一様に切断して、中央部分と周縁部分とで略同質の複屈折素子を得るためには、複屈折素子を個々に製造する場合よりも、蒸着源を基板から離しておくことが必要となるが、蒸着効率や蒸着装置の大きさの制約から、このような対処は困難である。
【００１０】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、斜方蒸着膜を成膜した基板から、効率良く、安定した品質の複屈折素子を得ることができる複屈折素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の複屈折素子製造方法は、複屈折性を示す斜方蒸着膜が表面に成膜された複屈折基板を切断して、複屈折素子を複数個得る複屈折素子製造方法であり、前記複屈折基板内での各々の前記複屈折素子の向きが前記斜方蒸着膜の蒸着源に近い側から遠い側にかけて広がるように、前記複屈折基板を放射状に切断することを特徴とする。
【００１２】
また、前記複屈折素子の幅の間隔で平行な対となるように、かつ、前記対が前記放射状の向きに設けられ、前記複屈折基板から複数個の前記複屈折素子からなる列への切断方向を定める第１切断線と、対になる前記第１切断線の間に設けられ、前記複屈折素子の長さの間隔で前記第１切断線に垂直な方向に前記列の切断方向を定める第２切断線とを設け、前記第１切断線及び前記第２切断線に沿って前記複屈折基板を割断して前記複屈折素子を得ることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第２切断線は、隣接する前記列の前記第１切断線に交わらないように、隣接する前記列の前記第１切断線から所定の間隔をあけて設けられることを特徴とする。
【００１４】
また、前記第１切断線または前記第２切断線を設けるときに、前記複屈折素子となる面内に前記複屈折素子の方向を識別するマークを設けることを特徴とする。
【００１５】
また、前記マークは、前記第２切断線が設けられるときに、前記第２切断線と平行に前記第２切断線と同じ方法で設けられる識別線であり、該識別線で前記列が割断されないように、前記第２切断線よりも浅く設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、斜方蒸着膜を成膜した基板から、効率良く、安定した品質の複屈折素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に示すように、斜方蒸着装置１１は、無機の誘電体材料等の蒸着物を、ガラス基板等の被蒸着物の表面に対して斜め方向から蒸着する蒸着装置であり、回転ドーム１２や蒸着源１３を真空槽（図示しない）に配置したものである。
【００１８】
蒸着源１３には、斜方蒸着膜の材料となる無機の誘電体材料が配置される。蒸着源１３は、真空槽内を真空引きした状態で電子銃（図示しない）等によって加熱，熔融され、配置された誘電体材料を回転ドーム１２の方向へと飛散させる。このとき、真空槽が十分に真空引きされていれば、破線矢印で示すように、蒸着源１３から飛散する誘電体材料は、回転ドーム１２の各所へ向けて直線的に飛散される。
【００１９】
回転ドーム１２は、側面が蒸着源１３に向けて開いた円錐面となっており、回転自在に設けられている。また、回転ドーム１２の内面には基板ホルダ１４が複数設けられている。基板ホルダ１４は、回転ドーム１２の内壁に斜め方向に設けられており、複屈折素子の基材となるガラス基板１６（図２参照）を内側に向けて保持する。このため、蒸着源１３から飛散する誘電体材料は、基板ホルダ１４に保持されたガラス基板１６に、ガラス基板１６の表面に対して斜め方向から飛着し、堆積され、斜方蒸着膜１７（図２参照）となる。
【００２０】
図２に示すように、基板ホルダ１４に配置されるガラス基板１６は、長方形で、複屈折性を示さない透明なガラス板であり、その表面には斜方蒸着装置１１によって斜方蒸着膜１７が成膜され、複屈折基板１８となる。また、ガラス基板１６の大きさは、複数個（図２では３列９個）の複屈折素子２１を得られる大きさとなっており、ガラス基板１６上に斜方蒸着膜１７を成膜して複屈折基板１８とした後に、この複屈折基板１８を破線で示す所定の大きさに切断して、複数の複屈折素子２１に切り分けられる。
【００２１】
斜方蒸着膜１７は、複屈折性を示す誘電体薄膜であり、蒸着源１３からガラス基板１６への誘電体材料の蒸着方向によって進相軸（遅相軸）の方向が定まる。ガラス基板１６の各辺が鉛直及び水平となるように基板ホルダ１４に正確に配置された状態で斜方蒸着膜１７が成膜されると、複屈折基板１８の中央部分では、斜方蒸着膜１７の成膜時に鉛直に配置される辺（以下、縦辺という）に平行な方向が進相軸２２Ｃとなり、これに垂直な方向が遅相軸となる。
【００２２】
一方、図２及び図３（Ａ）に示すように、ガラス基板１６が複数の複屈折素子２１を含む比較的大きな基板であるために、中央部分での蒸着方向と、周縁部分での蒸着方向とでは角度差θが生じる。前述のように、進相軸の方向は蒸着方向を複屈折基板１８に正射影した方向となるので、斜方蒸着膜１７の進相軸は、蒸着源１３を中心として、蒸着源１３に近い側から遠い側にかけて広がる放射状の方向が複屈折基板１８の各箇所での進相軸の方向となる。
【００２３】
ガラス基板１６の各辺が鉛直及び水平となるように、ガラス基板１６が基板ホルダ１４に保持された状態で斜方蒸着膜１７を成膜した場合に、切断後に複屈折素子２１となる複屈折基板１８の各部分を蒸着源１３から見て中央及び左右の部分に分け、これら中央部分、右部分、左部分３箇所の進相軸の方向を代表して表すと、複屈折基板１８の中央では鉛直に配置した縦辺に平行な進相軸２２Ｃとなる。また、複屈折基板１８の右部分では、進相軸２２Ｒの方向は進相軸２２Ｃから角度θだけ傾斜したものとなる。同様に、複屈折基板１８の左部分では進相軸２２Ｌの方向は、進相軸２２Ｃから角度−θだけ傾斜した方向となる。
【００２４】
さらに、図３（Ｂ）に示すように、基板ホルダ１４に対してガラス基板１６が傾斜して配置された状態で斜方蒸着膜１７が成膜されると、ガラス基板１６の基板ホルダ１４への設置角度に応じて、複屈折基板１８内での進相軸の方向は相対的に回転した方向となる。蒸着源１３から見て反時計回りに角度αだけ回転していた場合には、複屈折基板３１中央部分の進相軸３２Ｃは、前述の場合（進相軸２２Ｃ）よりも角度αだけ時計回りに回転した方向となる。同様に、複屈折基板３１の右部分における進相軸３２Ｒは、複屈折基板３１の縦辺と平行な方向を基準として、θ＋αだけ時計回りに回転した方向となり、複屈折基板３１の左部分における進相軸３２Ｌは、θ−αだけ時計回りに回転した方向となる。
【００２５】
このように、複屈折基板１８の縦辺の方向を基準として、複屈折基板１８内の位置に応じて進相軸の方向が異なるときに、縦辺に平行及び垂直な方向に沿って、格子状に複屈折基板１８を切断して、複屈折素子２１を得ようとすると、同じ複屈折基板１８であっても、その位置によって各複屈折素子２１の光学特性に大きなばらつきが生じる。
【００２６】
図４（Ａ）に示すように、ガラス基板１６の各辺が正確に鉛直及び水平となるように、ガラス基板１６が基板ホルダ１４に保持された状態で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８を、複屈折基板１８の縦辺に平行に、３列９個の複屈折素子２１に切り分ける。
【００２７】
このとき、複屈折基板１８の中央部分の列４１（以下、中央列という）では、進相軸２２Ｃの方向が、中央列４１の長辺方向と一致する。このため、中央列４１から切り分けられた３個の複屈折素子２１の左右の辺と、進相軸２２Ｃの方向とは平行となる。
【００２８】
一方、複屈折基板１８の右部分の列４２（以下、右列という）では、進相軸２２Ｒの方向が、右列４２の長辺方向に対して時計回りにθ度傾斜している。このため、右列４２から切り分けられた３個の複屈折素子２１の左右の辺と、進相軸２２Ｒの方向は非平行となる。同様に、複屈折基板１８の左部分の列４３（以下、左列という）では、進相軸２２Ｌの方向が、左列４３の長辺方向に対して反時計回りにθ度傾斜しているから、これを切り分けて得られる３個の複屈折素子２１の左右の辺と、進相軸２２Ｌの方向は非平行となる。
【００２９】
さらに、図４（Ｂ）に示すように、ガラス基板１６の各辺が鉛直及び水平方向から角度αだけ回転した状態で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板３１を、複屈折基板３１の縦辺に平行に３列９個の複屈折素子２１に切り分ける。このため、複屈折基板３１の中央列４１では、進相軸３２Ｃの方向は時計回りにα度傾斜する。また、複屈折基板３１の右列４２では、進相軸３２Ｒの方向が複屈折素子２１の縦辺に平行な方向からθ＋α度傾斜した方向となり、複屈折基板３１の左列４３では、進相軸３２Ｌの方向が複屈折素子２１の縦辺に平行な方向からθ−α度傾斜した方向となる。
【００３０】
複屈折基板１８内での進相軸の傾斜角θの大きさは、複屈折基板１８内の位置とともに、ガラス基板１６と蒸着源１３との距離や、ガラス基板１６の大きさ、各複屈折素子２１の大きさといった斜方蒸着膜１７の成膜条件に依存するが、概ね１度程度である。また、ガラス基板１６の基板ホルダ１４への設置角度αのばらつきは、概ね０．５度程度である。
【００３１】
斜方蒸着膜１７によって複屈折性を示すようにした複屈折素子２１は、進相軸の方向が素子の縦辺に平行となっていることが求められ、実際上は進相軸と縦辺とのなす角が０±１．５度以内におさまっていることが求められる。
【００３２】
したがって、上述のように、ガラス基板１６が基板ホルダ１４に各辺が鉛直及び水平に正確に保持された状態で斜方蒸着膜１７が成膜されれば、複屈折基板１８の左右両列４２，４３から得られる複屈折素子２１においても、素子の縦辺に対する角度は０±１．５度の範囲内となり、複屈折基板１８から９個の複屈折素子２１を得ることができる。
【００３３】
しかし、複屈折基板３１のように、僅かでも基板ホルダ１４へのガラス基板１６の設置角度がずれていると、中央列４１及び左列４３では各々の進相軸の方向が縦辺に対して０±１．５度の範囲におさまるものの、右列４２から得られる複屈折素子２１では、その進相軸３２Ｒの方向が縦辺に対して１．５度程度となり、場合によっては進相軸の傾斜角度が０±１．５度の範囲を超えることもあり、複屈折基板１８をその縦辺に平行に格子状に切断しても、一部複屈折素子２１として用いることができないことがある。このことは、基板ホルダ１４へのガラス基板１６の設置角度の回転が上述の例の逆方向（時計回り）である場合にも同様である。こうしたことから、複屈折基板３１を切断して複数の複屈折素子２１を得る場合には、全ての複屈折素子２１について、その光学特性（進相軸の方向等）について検査を実施しなければならない。
【００３４】
そこで、図５に示すように、複屈折基板１８を切断して複屈折素子２１を得るときに、各々の複屈折素子２１の向きが複屈折基板１８内で、斜方蒸着膜１７の蒸着源１３に近い側から遠い側にかけて広がる放射状の向きとなるように屈折基板１８を切断することで、各々の複屈折素子２１の進相軸の方向が複屈折基板１８の各箇所での進相軸の方向に沿うようにする。
【００３５】
ガラス基板１６の各辺が正確に鉛直及び水平方向となるように保持された状態で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８を切断して３列９個の複屈折素子２１を得るときには、図５（Ａ）に示すように、中央列５２はその長辺が複屈折基板１８の縦辺に平行になるようにし、右列５３はその長辺が複屈折基板１８の縦辺に対して所定角度βだけ進相軸２２Ｒに沿って傾斜させて切断する。同様に、左列５４はその長辺が複屈折基板１８の縦辺に対して所定角度βだけ進相軸２２Ｌに沿って傾斜させて切断する。そして、各列５２〜５４を、長辺に垂直な方向に切断して、各々から３個の複屈折素子２１を得る。
【００３６】
このように、複屈折基板１８を切断して複屈折素子２１を得るときに、中央列５２、右列５３、左列５４を放射状に分布するようにすると、各列５２〜５４から得られる複屈折素子２１の進相軸の方向は、各複屈折素子２１の辺の方向と略平行となる。
【００３７】
右列５３から得られる複屈折素子２１の進相軸方向は、正確には複屈折基板１８の進相軸２２Ｒに等しく、図５（Ａ）の右列５３内に破線で示す右列５３の長辺方向からθ−β度傾斜している。しかし、右列５３から得られる複屈折素子２１の進相軸の傾斜角度（θ−β）は、複屈折基板１８の縦辺に平行に、格子状に切断する場合（図４（Ａ）参照）と比較すれば、複屈折素子２１の辺に対して平行により近くなっている。このことは、左列５４から得られる複屈折素子２１についても同様である。
【００３８】
さらに、ガラス基板１６が角度αだけ回転した状態で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板３１を切断して、３列９個の複屈折素子２１を得る場合に、図５（Ｂ）に示すように、中央列５２をその長辺が複屈折基板３１の縦辺に平行になるようにし、右列５３及び左列５４は所定角度βだけ各々の位置の進相軸に沿った方向に傾斜させて切断する。
【００３９】
このとき、中央列５２から得られる複屈折素子２１の進相軸方向は、複屈折基板３１の進相軸３２Ｃに等しく、図５（Ｂ）の中央列５２内に破線で示す中央列５２の長辺方向からα度傾斜しており、複屈折素子２１の縦辺に平行に格子状に切断する場合（図４（Ｂ））と同じである。
【００４０】
一方、右列５３から得られる複屈折素子２１の進相軸方向は、複屈折基板３１の進相軸３２Ｒに等しく、右列５３の長辺方向（右列５３内に破線で示す方向）からθ＋α−β度傾斜している。この進相軸の傾斜角度（θ＋α−β）は、複屈折基板１８の縦辺に平行に、格子状に切断する場合（図４（Ｂ））と比較すれば、複屈折素子２１の辺に対して平行な方向により近くなっている。特に、複屈折基板１８の縦辺方向を基準とした右列５３の長辺方向の傾斜角度βの大きさを、複屈折素子２１の右部分の進相軸２２Ｒの傾斜角度θと略等しい１度程度とすれば、右列５３から得られる複屈折素子２１の進相軸の傾斜角はα程度の範囲になる。このため、ガラス基板１６が回転した状態で斜方蒸着膜１７が成膜された場合にも、右列５３から得られる複屈折素子２１は、進相軸の傾きが所定の規格（縦辺に対して０±１．５度）に十分に収まるようになる。
【００４１】
また、同様にして、左列５４から得られる複屈折素子２１の進相軸方向は、複屈折基板３１の進相軸３２Ｌに等しく、左列５４の長辺方向（左列５４内に破線で示す方向）からθ−α−β度傾斜している。この進相軸の傾斜角度（θ−α−β）は、複屈折素子２１の縦辺に平行に、格子状に切断する場合（図４（Ｂ））と比較すれば、複屈折素子２１の辺に対して平行な方向により近くなっている。
【００４２】
上述のように、複屈折基板１８，３１内の各位置における進相軸方向に沿うように、切り出す複屈折素子２１の向きを、複屈折基板１８，３１内で放射状に傾斜して分布するようにして複屈折基板１８を切断すれば、複屈折素子２１が複屈折基板１８，３１のどの位置から切断されたものかによらず、複屈折素子２１の進相軸方向は、各々の複屈折素子２１の縦辺に略平行な方向となり、全て所定規格内に安定して収まるようにすることができる。このため、複屈折基板１８，３１から切断して製造された全ての複屈折素子２１について光学特性を検査する必要は無くなり、斜方蒸着膜１７の成膜条件によらない偶発的な欠陥を検査のための抜き取り検査だけで安定した品質の複屈折素子２１を製造することができるようになる。
【００４３】
なお、前述のように、斜方蒸着膜１７の進相軸の方向は、蒸着源１３を中心とした放射状になるから、同じ列（例えば、右列５３）から得られる複屈折素子２１であっても、蒸着源１３から遠い回転ドームの上段側から得られる複屈折素子２１と、蒸着源１３に近い回転ドームの下段側から得られる複屈折素子２１とを比較すれば、上段側から得られる複屈折素子２１の方が進相軸は縦辺方向に近くなる。このように、同じ列から得られる複屈折素子２１であっても、蒸着方向の様態（進相軸の方向）に差異が生じる。
【００４４】
このため、下段側から得られる複屈折素子２１までもその進相軸方向が所定規格内に十分に収まるようにし、複屈折素子２１を数多く得るためには、複屈折基板１８，３１の周縁部分から切り出す各列（右列５３，左列５４）の傾斜角度βは、左右各列５３，５４の各々の位置における蒸着方向の傾斜角度θと等しくすることが好ましい。
【００４５】
なお、前述のように、斜方蒸着膜１７の進相軸の方向は、蒸着源１３を中心とした放射状になるから、ガラス基板１６の回転ドーム１２内での保持位置によっては同じ列（例えば、右列５３）から得られる複屈折素子２１であっても、蒸着源１３から遠い回転ドーム１２の上段側で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８の右列から得られる複屈折素子２１と、蒸着源１３に近い回転ドーム１２の下段側で斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８の右列５３からえら得る複屈折素子２１とを比較すれば、回転ドーム１２の上段側の複屈折基板１８から得られる複屈折素子２１の方が、進相軸方向が縦辺方向に近くなる。このため、回転ドーム２１内での保持位置によらず、１度の蒸着で得られる複数の複屈折基板１８から、進相軸方向が所定規格内におさまった複屈折素子２１をできるだけ多く得るためには、複屈折基板１８，３１の周縁部分から切り出す各列（右列５３，左列５４）の傾斜角度βを、左右各列５３，５４の各々の位置における蒸着方向の傾斜角度θと等しくなるように、各ガラス基板１６でそれぞれに調節することが好ましい。
【００４６】
また、一度に多数の複屈折基板１８，３１を製造するときには、製造効率等の点から、回転ドーム１２内での個々のガラス基板１６の保持位置に応じて傾斜角度βを調節することが難しいことがある。こうした場合には、同時に斜方蒸着膜１７が成膜された複屈折基板１８，３１の全てで、周縁部分から切り出す各列の傾斜角度βが、回転ドーム１２の各段における蒸着方向の傾斜角度θの平均値と等しくなるようにすることが好ましい。例えば、回転ドーム１２に４段の基板ホルダ１４が設けられているときに、１段目から４段目までの蒸着方向の傾斜角度θの平均値が０．７度の場合、全段から得られる全ての複屈折基板１８で、傾斜角度βが０．７度となるように切断して複屈折素子２１を得ることが好ましい。
【００４７】
上述のように、複屈折基板１８，３１内の各位置における進相軸方向に沿うように、切り出す複屈折素子２１の向きを、複屈折基板１８，３１内で放射状に傾斜して分布するようにして複屈折基板１８を切断する場合には、以下に説明するように複屈折基板１８を切断することが好ましい。なお、複屈折基板３１を切断する場合にも、複屈折基板１８を切断する手順と同様なので、複屈折基板１８を例に説明する。
【００４８】
まず、図６（Ａ）に示すように、複屈折基板１８の中央部分では端辺に平行に、左右各部分では蒸着源１３に近い側から遠い側にかけて広がるように放射状に、第１切断線６１を設ける。このとき、第１切断線６１は、中央及び左右各部で２つの第１切断線６１が複屈折素子２１の幅の間隔で平行な対となるように設ける。この第１切断線６１は、スクライバによって複屈折基板１８の表面に設けられた溝構造であり、僅かな衝撃を与えることで複屈折基板１８に第１切断線６１に沿った亀裂を生じさせて割断することができる深さに設けられる。
【００４９】
このように設けた第１切断線６１は複屈折基板１８の各部分における進相軸２２Ｃ，２２Ｒ，２２Ｌに略平行となり、また、対になる第１切断線６１の間の領域についても、その進相軸は複屈折基板１８の各部分における進相軸２２Ｃ，２２Ｒ，２２Ｌと略等しくなる。さらに、対になるように設けられた第１切断線６１は、後にいくつかの複屈折素子２１へ切り分けられる列への切断方向を定める。第１切断線６１ａ，６１ｂは、互いに平行であるとともに、複屈折基板１８の左部分の進相軸２２Ｒに略平行に設けられており、左列５４の長辺方向を定める。同様に、第１切断線６１ｃ，６１ｄは、互いに平行であるとともに、複屈折基板１８の中央部分の進相軸２２Ｃに略平行に設けられており、中央列５２の長辺方向を定める。さらに、第１切断線６１ｅ，６１ｆは、互いに平行であるとともに、複屈折基板１８の右部分の進相軸２２Ｒに略平行に設けられており、右列５３の長辺方向を定める。
【００５０】
次に、図６（Ｂ）に示すように、対になる第１切断線６１の間に、第１切断線６１に垂直な方向に第２切断線６２を設ける。また、第２切断線６２は、隣接する列（中央列５２，左列５４，右列５３）の第１切断線６１に交わらないように、隣の列の第１切断線６１から所定の間隔をあけて設けられる。さらに、第２切断線６２は、第１切断線６１に沿って複屈折素子２１の長さの間隔で複数設けられる。この第２切断線６２は、第１切断線６１と同様に、スクライバによって複屈折基板１８の表面に設けられた溝構造であり、僅かな衝撃を与えることで各列５２，５３，５４に第２切断線６２に沿った亀裂を生じさせ、複屈折素子２１に割断することができる深さに設けられる。切断線６２ａ，６２ｂの間が左列上段の複屈折素子２１となり、切断線６２ｂ，６２ｃの間が左列５４中段の複屈折素子２１に、切断線６２ｃ，６２ｄが左列５４下段の複屈折素子２１となる。また、符号を付さないが、中央列５２、右列５３についても同様である。
【００５１】
そして、上述のように設けた第１切断線６１及び第２切断線６２に沿って複屈折基板１８を割断し、個々の複屈折素子２１を得る。
【００５２】
ダイサーのような直接基板を切断する治具によって複屈折基板１８を切断すると、ダイサーの刃は厚みや径が大きいために切断代を大きく取る必要があるばかりか、近接する位置から切り出される複屈折素子２１にひび割れを生じさせたり、細かい削り屑が付着することによって光学特性に悪影響を与えたりする等の不具合が生じることがある。また、レーザーによって複屈折基板１８を切断すると、発生する熱によって斜方蒸着膜１７の膜質に悪影響を及ぼすことがある。しかし、ダイサーやレーザーなどによるのではなく、上述のようにスクライバによって第１切断線６１，第２切断線６２を設け、これに沿って複屈折基板１８を割断し、個々の複屈折素子２１を得るようにすることで、近接する位置から切り出される複屈折素子２１にひび割れ等の不具合を生じさせること無く、また、複屈折基板１８から複数の複屈折素子２１を効率良く得ることができる。
【００５３】
なお、上述の手順によって複屈折基板１８を切断すると、切り出された個々の複屈折素子２１の上下左右の区別がつかなくなる。このため、複屈折素子２１の方向を示すマークを複屈折素子２１に設けるようにしても良い。例えば、図７（Ａ）に示すように、横方向の切断線６２を設けるときに、複屈折素子２１の上側（蒸着源１３からより遠い位置）を示す識別線６３を、切断線６２に沿って複屈折素子２１の面内に設ける。この識別線６３は、切断線６２を設けるときに同時に設けられ、切断線６２と同様にスクライバで複屈折基板１８の表面に設けた浅い溝であり、視認できるが、複屈折基板１８を割断するときにこの識別線６３に沿っては亀裂が生じないように切断線６２よりも浅く設ける。こうして識別線６３を設けておけば、図７（Ｂ）に示すように、複屈折基板１８を個々の複屈折素子２１に割断した後にも、複屈折素子２１の上下左右の方向が識別できるようになる。
【００５４】
ここでは、複屈折素子２１の上側に識別線６３を設ける例を説明したが、これに限らず、複屈折素子２１の下側に識別線６３を設けるようにしても良い。また、複屈折素子２１の方向識別のために設けるマークは、上述の識別線６３に限らず、模様や文字、切り欠き等であっても良いが、切断線６２と同時に、容易に設けられることから、上述のように、識別線６３を設けることが好ましい。さらに、複屈折素子２１の方向を識別するためのマークとして識別線６３を、第２切断線６２を設けるときに、第２切断線６２に平行に設ける例を説明したが、第１切断線６１を設けるときに、第１切断線６１と平行に設けるようにしても良い。
【００５５】
なお、上述の実施形態では、複屈折基板１８から３列９個の複屈折素子２１を得る例を説明したが、これに限らず、さらに多数の複屈折素子２１を得るようにしても良い。また、列の数も３列に限らず、２列や４列以上にしても良い。さらに、上述の実施形態では、列ごとに縦辺方向が揃うようにして複屈折基板１８を切断するが、これに限らない。例えば、複屈折基板１８から切り出す複屈折素子２１の位置が各々の位置の進相軸の方向に沿って放射状に分布されていれば良く、縦辺方向が揃った列状にではなく、個々の複屈折素子２１を得る複屈折基板１８内の位置は任意に定めて良い。しかし、第１切断線６１，第２切断線６２を設けやすくなるとともに、これに沿って割断しやすく、欠け等も生じにくくなるから、上述の実施形態のように、列毎に複屈折素子２１の縦辺方向を揃えて、複屈折素子２１を切り出すことが好ましい。
【００５６】
なお、上述の実施形態では、複屈折基板１８内で蒸着方向の傾斜角度θが１度程度となっている例を説明したが、斜方蒸着装置１１の構成やガラス基板１６の大きさ、１枚の複屈折基板１８から得る複屈折素子２１の個数等によって定まるものであるから、上述の実施形態で用いた角度θ，α，βは実際の条件によって定められる。また、上述の実施形態では、複屈折素子２１の進相軸が縦辺の方向を基準として０±１．５度を所定の規格として説明したが、これに限らず、他の規格の複屈折素子についても上述の実施形態と同様にして製造することができる。
【００５７】
なお、上述の実施形態では、複屈折基板１８の基板として長方形のガラス基板１６を用いる例を説明したが、これに限らず、樹脂等のガラス以外の材料を基板として用いても良い。また、基板の形状も長方形に限らず、円形等、任意の形状としても良い。
【００５８】
なお、上述の実施形態では、ガラス基板１６上に斜方蒸着膜１７を成膜した後に、第１切断線６１，第２切断線６２を設け、これに沿って複屈折基板１８，３１を割断して複屈折素子を得る例を説明したが、これに限らず、斜方蒸着膜１７を成膜する前のガラス基板１６に予め第１切断線６１，第２切断線６２を設けておき、第１切断線６１，第２切断線６２が設けられたガラス基板上に斜方蒸着膜１７を成膜し、ガラス基板１６に予め設けた切断線に沿って割断して複屈折素子を得るようにしても良い。また、このように斜方蒸着膜１７の成膜前にガラス基板１６に予め設ける切断線は、斜方蒸着膜１７が成膜されるガラス基板１６の前面に設けても良く、斜方蒸着膜１７の成膜されない背面に設けておいても良い。
【００５９】
なお、上述の実施形態では、複屈折基板１８，２１を放射状に切断し、切断線６１，６２（複屈折素子２１の辺）と各複屈折素子２１の進相軸の方向が略平行になるようにした例を説明したが、これに限らず、複屈折素子２１の進相軸の方向が複屈折素子２１の辺に対して一定の角度だけ傾斜するように、切断腺６１，６２の方向を、進相軸の方向に対して一定角度だけ傾斜する方向にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】斜方蒸着装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】複屈折基板の構成を示す説明図である。
【図３】複屈折基板内の進相軸方向を示す説明図である。
【図４】複屈折基板を格子状に切断して複屈折素子を得る場合に、複屈折素子と進相軸の関係を示す説明図である。
【図５】複屈折基板から進相軸に沿って放射状に切断して複屈折素子を得る場合に、複屈折素子と進相軸の関係を示す説明図である。
【図６】複屈折基板から進相軸に沿って放射状に切断して複屈折素子を得る手順を示す説明図である。
【図７】複屈折素子に識別線を設ける例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１ 斜方蒸着装置
１２ 回転ドーム
１３ 蒸着源
１４ 基板ホルダ
１６ ガラス基板
１７ 斜方蒸着膜
１８，３１ 複屈折基板
２１ 複屈折素子
２２Ｃ，２２Ｒ，２２Ｌ，３２Ｃ，３２Ｒ，３２Ｌ 進相軸
４１，５２ 中央列
４２，５３ 右列
４３，５４ 左列
６１ 第１切断線
６２ 第２切断線
６３ 識別線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折性を示す斜方蒸着膜が表面に成膜された複屈折基板を切断して、複屈折素子を複数個得る複屈折素子製造方法において、
前記複屈折基板内での各々の前記複屈折素子の向きが前記斜方蒸着膜の蒸着源に近い側から遠い側にかけて広がるように、前記複屈折基板を放射状に切断することを特徴とする複屈折素子製造方法。
【請求項２】
前記複屈折素子の幅の間隔で平行な対となるように、かつ、前記対が前記放射状の向きに設けられ、前記複屈折基板から複数個の前記複屈折素子からなる列への切断方向を定める第１切断線と、対になる前記第１切断線の間に設けられ、前記複屈折素子の長さの間隔で前記第１切断線に垂直な方向に前記列の切断方向を定める第２切断線とを設け、
前記第１切断線及び前記第２切断線に沿って前記複屈折基板を割断して前記複屈折素子を得ることを特徴とする請求項１に記載の複屈折素子製造方法。
【請求項３】
前記第２切断線は、隣接する前記列の前記第１切断線に交わらないように、隣接する前記列の前記第１切断線から所定の間隔をあけて設けられることを特徴とする請求項２に記載の複屈折素子製造方法。
【請求項４】
前記第１切断線または前記第２切断線を設けるときに、前記複屈折素子となる面内に前記複屈折素子の方向を識別するマークを設けることを特徴とする請求項２または３に記載の複屈折素子製造方法。
【請求項５】
前記マークは、前記第２切断線が設けられるときに、前記第２切断線と平行に前記第２切断線と同じ方法で設けられる識別線であり、
該識別線で前記列が割断されないように、前記第２切断線よりも浅く設けられることを特徴とする請求項４に記載の複屈折素子製造方法。
【請求項１】
複屈折性を示す斜方蒸着膜が表面に成膜された複屈折基板を切断して、複屈折素子を複数個得る複屈折素子製造方法において、
前記複屈折基板内での各々の前記複屈折素子の向きが前記斜方蒸着膜の蒸着源に近い側から遠い側にかけて広がるように、前記複屈折基板を放射状に切断することを特徴とする複屈折素子製造方法。
【請求項２】
前記複屈折素子の幅の間隔で平行な対となるように、かつ、前記対が前記放射状の向きに設けられ、前記複屈折基板から複数個の前記複屈折素子からなる列への切断方向を定める第１切断線と、対になる前記第１切断線の間に設けられ、前記複屈折素子の長さの間隔で前記第１切断線に垂直な方向に前記列の切断方向を定める第２切断線とを設け、
前記第１切断線及び前記第２切断線に沿って前記複屈折基板を割断して前記複屈折素子を得ることを特徴とする請求項１に記載の複屈折素子製造方法。
【請求項３】
前記第２切断線は、隣接する前記列の前記第１切断線に交わらないように、隣接する前記列の前記第１切断線から所定の間隔をあけて設けられることを特徴とする請求項２に記載の複屈折素子製造方法。
【請求項４】
前記第１切断線または前記第２切断線を設けるときに、前記複屈折素子となる面内に前記複屈折素子の方向を識別するマークを設けることを特徴とする請求項２または３に記載の複屈折素子製造方法。
【請求項５】
前記マークは、前記第２切断線が設けられるときに、前記第２切断線と平行に前記第２切断線と同じ方法で設けられる識別線であり、
該識別線で前記列が割断されないように、前記第２切断線よりも浅く設けられることを特徴とする請求項４に記載の複屈折素子製造方法。
【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２０１０−１０１９５０（Ｐ２０１０−１０１９５０Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７０８７０（Ｐ２００８−２７０８７０）
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
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