JP2000075130A - 偏光分離素子及びその偏光分離素子の作成方法 - Google Patents
偏光分離素子及びその偏光分離素子の作成方法Info
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- JP2000075130A JP2000075130A JP10255734A JP25573498A JP2000075130A JP 2000075130 A JP2000075130 A JP 2000075130A JP 10255734 A JP10255734 A JP 10255734A JP 25573498 A JP25573498 A JP 25573498A JP 2000075130 A JP2000075130 A JP 2000075130A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】作成に時間がかからず、複雑な工程がなく簡易
に作成できる、低コストな偏光分離素子を提供すること
を課題とする。 【解決手段】本発明の偏光分離素子は、直交する２つの
偏光成分を分離するため、透明基板２上に入射光の異な
る偏光面に対し屈折率が異なる複屈折膜３が周期的凹凸
格子として装荷され、さらにその上に等方性オーバーコ
ート層４が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交
する偏光を０次光と回折光に分離する偏光分離素子１で
あり、前記複屈折膜３が高分子複屈折膜（例えば延伸さ
れた有機高分子膜）からなることを特徴とするので、構
成が簡易で作成がしやすく、また材料のコストも低く、
大量生産が容易な偏光分離素子を提供することができ
る。
に作成できる、低コストな偏光分離素子を提供すること
を課題とする。 【解決手段】本発明の偏光分離素子は、直交する２つの
偏光成分を分離するため、透明基板２上に入射光の異な
る偏光面に対し屈折率が異なる複屈折膜３が周期的凹凸
格子として装荷され、さらにその上に等方性オーバーコ
ート層４が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交
する偏光を０次光と回折光に分離する偏光分離素子１で
あり、前記複屈折膜３が高分子複屈折膜（例えば延伸さ
れた有機高分子膜）からなることを特徴とするので、構
成が簡易で作成がしやすく、また材料のコストも低く、
大量生産が容易な偏光分離素子を提供することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク用ピッ
クアップ等に応用される偏光分離素子、及びその偏光分
離素子の作成方法に関する。
クアップ等に応用される偏光分離素子、及びその偏光分
離素子の作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク等の光記録媒体に対して情報
の記録・再生を行う光ディスク用ピックアップが知られ
ているが、光ディスク用ピックアップでは、光ディスク
基板からの情報信号を光源に戻すことなく効率よく受光
光学系の光検出器へ導く手段として、偏光ビームスプリ
ッタを１／４波長板と組み合わせて用い、光源からの出
射光と光ディスクからの反射光とを偏光分離することが
行われている。しかし、偏光ビームスプリッタは、複屈
折の大きい結晶材料からなる２つのプリズムを組み合わ
せた構造や、あるいはガラス等の等方性の光学媒質から
なる２つのプリズムの接合面（反射面）に誘電体多層膜
を設けた構造などからなるため、大型でかつ高価である
という難点を有し、光ディスク用ピックアップの小型化
や低コスト化を図りにくいという欠点がある。
の記録・再生を行う光ディスク用ピックアップが知られ
ているが、光ディスク用ピックアップでは、光ディスク
基板からの情報信号を光源に戻すことなく効率よく受光
光学系の光検出器へ導く手段として、偏光ビームスプリ
ッタを１／４波長板と組み合わせて用い、光源からの出
射光と光ディスクからの反射光とを偏光分離することが
行われている。しかし、偏光ビームスプリッタは、複屈
折の大きい結晶材料からなる２つのプリズムを組み合わ
せた構造や、あるいはガラス等の等方性の光学媒質から
なる２つのプリズムの接合面（反射面）に誘電体多層膜
を設けた構造などからなるため、大型でかつ高価である
という難点を有し、光ディスク用ピックアップの小型化
や低コスト化を図りにくいという欠点がある。
【０００３】そこで、従来の偏光分離素子の難点を除去
した、極めて薄い偏光分離素子として、複屈折回折格子
型偏光板が提案されている（特開昭６３−３１４５０２
号公報）。この複屈折回折格子型偏光板は、複屈折光学
結晶であるニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）を基板と
して用い、これに周期的パターンでプロトンイオン交換
を施し、さらにプロトンイオン交換領域上に誘電体膜を
装荷した構造を持ち、プロトンイオン交換領域での常光
線の位相差を誘電体膜で相殺することにより、常光線は
直進し、異常光線だけを回折させる機能を有しており、
薄くて小型の偏光分離素子を実現することができる。
した、極めて薄い偏光分離素子として、複屈折回折格子
型偏光板が提案されている（特開昭６３−３１４５０２
号公報）。この複屈折回折格子型偏光板は、複屈折光学
結晶であるニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）を基板と
して用い、これに周期的パターンでプロトンイオン交換
を施し、さらにプロトンイオン交換領域上に誘電体膜を
装荷した構造を持ち、プロトンイオン交換領域での常光
線の位相差を誘電体膜で相殺することにより、常光線は
直進し、異常光線だけを回折させる機能を有しており、
薄くて小型の偏光分離素子を実現することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術によれ
ば、常光と異常光を分離する偏光分離素子が実現される
が、次のような欠点がある。 作成に時間がかかる。すなわち、結晶に対して周期的
イオン交換処理を行う必要があるので、イオン交換だけ
でも５時間以上の時間が必要である。また、イオン交換
だけでなく誘電体膜形成、そして、それのフォトリソグ
ラフィーによるエッチングなど、工程が多く複雑であ
る。 コストが高い。すなわち、で述べたように作成に時
間や手間がかかる上、基板にＬｉＮｂＯ3 などの光学結
晶が必要であり、素子の製造コストが高くなる。
ば、常光と異常光を分離する偏光分離素子が実現される
が、次のような欠点がある。 作成に時間がかかる。すなわち、結晶に対して周期的
イオン交換処理を行う必要があるので、イオン交換だけ
でも５時間以上の時間が必要である。また、イオン交換
だけでなく誘電体膜形成、そして、それのフォトリソグ
ラフィーによるエッチングなど、工程が多く複雑であ
る。 コストが高い。すなわち、で述べたように作成に時
間や手間がかかる上、基板にＬｉＮｂＯ3 などの光学結
晶が必要であり、素子の製造コストが高くなる。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、作成に時間がかからず、複雑な工程がなく、簡易
に作成できる偏光分離素子を提供すること、及び低コス
トの偏光分離素子を提供することを目的とする。また、
低コストに偏光分離素子を作成することができる偏光分
離素子の作成方法を提供することを目的とする。
って、作成に時間がかからず、複雑な工程がなく、簡易
に作成できる偏光分離素子を提供すること、及び低コス
トの偏光分離素子を提供することを目的とする。また、
低コストに偏光分離素子を作成することができる偏光分
離素子の作成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、直交する２つの偏光成分を
分離するため、透明基板上に入射光の異なる偏光面に対
し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子として装荷
され、さらにその上に等方性オーバーコート層が被覆あ
るいは装荷されており、入射光の直交する偏光を０次光
と回折光に分離する偏光分離素子において、前記複屈折
膜が高分子複屈折膜からなることを特徴とする。
め、請求項１に係る発明は、直交する２つの偏光成分を
分離するため、透明基板上に入射光の異なる偏光面に対
し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子として装荷
され、さらにその上に等方性オーバーコート層が被覆あ
るいは装荷されており、入射光の直交する偏光を０次光
と回折光に分離する偏光分離素子において、前記複屈折
膜が高分子複屈折膜からなることを特徴とする。
【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の偏
光分離素子において、前記高分子複屈折膜が、延伸され
た有機高分子膜で形成されていることを特徴とする。
光分離素子において、前記高分子複屈折膜が、延伸され
た有機高分子膜で形成されていることを特徴とする。
【０００８】請求項３に係る発明は、請求項２記載の偏
光分離素子において、前記延伸された有機高分子膜は、
ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリス
チレン、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサル
フォン（ＰＥＳ）、ポリイミドなどの有機高分子材料か
らなることを特徴とする。
光分離素子において、前記延伸された有機高分子膜は、
ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリス
チレン、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサル
フォン（ＰＥＳ）、ポリイミドなどの有機高分子材料か
らなることを特徴とする。
【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１記載の偏
光分離素子において、前記高分子複屈折膜が、加熱延伸
されたポリイミド複屈折膜で形成されていることを特徴
とする。
光分離素子において、前記高分子複屈折膜が、加熱延伸
されたポリイミド複屈折膜で形成されていることを特徴
とする。
【００１０】請求項５に係る発明は、請求項１，２，３
または４記載の偏光分離素子において、高分子複屈折膜
からなる周期的凹凸格子の格子ベクトル方向の偏波に対
する屈折率をｎp、これと垂直方向の偏波に対する屈折
率をｎsとし、等方性オーバーコート層の屈折率をｎ1、
高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子の凹凸深さを
ｈ、光の波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ＝
０，±１，±２，・・・）とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝ｍλ （ｎs−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ を略満足することを特徴とする。
または４記載の偏光分離素子において、高分子複屈折膜
からなる周期的凹凸格子の格子ベクトル方向の偏波に対
する屈折率をｎp、これと垂直方向の偏波に対する屈折
率をｎsとし、等方性オーバーコート層の屈折率をｎ1、
高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子の凹凸深さを
ｈ、光の波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ＝
０，±１，±２，・・・）とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝ｍλ （ｎs−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ を略満足することを特徴とする。
【００１１】請求項６に係る発明は、請求項１，２，３
または４記載の偏光分離素子において、高分子複屈折膜
からなる周期的凹凸格子の格子ベクトル方向の偏波に対
する屈折率をｎp、これと垂直方向の偏波に対する屈折
率をｎsとし、等方性オーバーコート層の屈折率をｎ1、
高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子の凹凸深さを
ｈ、光の波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ＝
０，±１，±２，・・・）とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ （ｎs−ｎ1）ｈ＝ｍλ を略満足することを特徴とする。
または４記載の偏光分離素子において、高分子複屈折膜
からなる周期的凹凸格子の格子ベクトル方向の偏波に対
する屈折率をｎp、これと垂直方向の偏波に対する屈折
率をｎsとし、等方性オーバーコート層の屈折率をｎ1、
高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子の凹凸深さを
ｈ、光の波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ＝
０，±１，±２，・・・）とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ （ｎs−ｎ1）ｈ＝ｍλ を略満足することを特徴とする。
【００１２】請求項７に係る発明は、直交する２つの偏
光成分を分離するため、透明基板上に入射光の異なる偏
光面に対し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子と
して装荷され、さらにその上に等方性オーバーコート層
が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交する偏光
を０次光と回折光に分離する偏光分離素子の作成方法で
あって、前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この高
分子複屈折膜の上に感光性樹脂からなる周期的パターン
を形成し、この感光性樹脂からなる周期的パターンをエ
ッチングマスクとしてドライエッチングを行い、高分子
複屈折膜の周期的凹凸格子構造を形成した後、前記感光
性樹脂マスクを除去し、その後、高分子複屈折膜上部に
等方性オーバーコート層を形成することを特徴とする。
光成分を分離するため、透明基板上に入射光の異なる偏
光面に対し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子と
して装荷され、さらにその上に等方性オーバーコート層
が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交する偏光
を０次光と回折光に分離する偏光分離素子の作成方法で
あって、前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この高
分子複屈折膜の上に感光性樹脂からなる周期的パターン
を形成し、この感光性樹脂からなる周期的パターンをエ
ッチングマスクとしてドライエッチングを行い、高分子
複屈折膜の周期的凹凸格子構造を形成した後、前記感光
性樹脂マスクを除去し、その後、高分子複屈折膜上部に
等方性オーバーコート層を形成することを特徴とする。
【００１３】請求項８に係る発明は、直交する２つの偏
光成分を分離するため、透明基板上に入射光の異なる偏
光面に対し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子と
して装荷され、さらにその上に等方性オーバーコート層
が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交する偏光
を０次光と回折光に分離する偏光分離素子の作成方法で
あって、前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この高
分子複屈折膜の上に金属からなる周期的パターンを形成
し、この金属からなる周期的パターンをエッチングマス
クとしてドライエッチングを行い、高分子複屈折膜の周
期的凹凸格子構造を形成した後、前記金属マスクを除去
し、その後、高分子複屈折膜上部に等方性オーバーコー
ト層を形成することを特徴とする。
光成分を分離するため、透明基板上に入射光の異なる偏
光面に対し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子と
して装荷され、さらにその上に等方性オーバーコート層
が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交する偏光
を０次光と回折光に分離する偏光分離素子の作成方法で
あって、前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この高
分子複屈折膜の上に金属からなる周期的パターンを形成
し、この金属からなる周期的パターンをエッチングマス
クとしてドライエッチングを行い、高分子複屈折膜の周
期的凹凸格子構造を形成した後、前記金属マスクを除去
し、その後、高分子複屈折膜上部に等方性オーバーコー
ト層を形成することを特徴とする。
【００１４】請求項９に係る発明は、請求項７または８
記載の偏光分離素子の作成方法において、前記高分子複
屈折膜は、製膜時に有機高分子膜を延伸して作成した延
伸化高分子複屈折膜であることを特徴とする。
記載の偏光分離素子の作成方法において、前記高分子複
屈折膜は、製膜時に有機高分子膜を延伸して作成した延
伸化高分子複屈折膜であることを特徴とする。
【００１５】請求項１０に係る発明は、請求項９記載の
偏光分離素子の作成方法において、前記有機高分子膜
は、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポ
リスチレン、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテル
サルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミドなどの有機高分子材
料からなることを特徴とする。
偏光分離素子の作成方法において、前記有機高分子膜
は、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポ
リスチレン、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテル
サルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミドなどの有機高分子材
料からなることを特徴とする。
【００１６】請求項１１に係る発明は、請求項７または
８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記高分子
複屈折膜は、ポリイミドを加熱しながら延伸して作成し
たポリイミド複屈折膜であることを特徴とする。
８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記高分子
複屈折膜は、ポリイミドを加熱しながら延伸して作成し
たポリイミド複屈折膜であることを特徴とする。
【００１７】請求項１２に係る発明は、請求項７または
８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記等方性
オーバーコート層は、高分子複屈折膜の上に等方性樹脂
を被覆して形成するか、あるいは、高分子複屈折膜の上
に透明基板を等方性樹脂接着剤で接着して形成すること
を特徴とする。
８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記等方性
オーバーコート層は、高分子複屈折膜の上に等方性樹脂
を被覆して形成するか、あるいは、高分子複屈折膜の上
に透明基板を等方性樹脂接着剤で接着して形成すること
を特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明による偏光分離素子
の構成及び動作と、その偏光分離素子の作成方法につい
て、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
の構成及び動作と、その偏光分離素子の作成方法につい
て、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１９】（実施例１）まず請求項１，２，３の実施
例について説明する。図１は請求項１，２に係る偏光分
離素子の構成例を示す部分断面図である。図１におい
て、偏光分離素子１は、ガラスやプラスチック等の透明
基板２上に周期的凹凸の格子構造を持つ高分子複屈折膜
３が接着層５により接着されて該基板２上に装荷され、
その高分子複屈折膜３の上を等方性のオーバーコート層
４で覆われた構成となっている。本実施例では高分子複
屈折膜３として、有機高分子材料からなるフィルム等を
延伸して形成した有機高分子膜を用いることが特徴であ
る。有機高分子材料を延伸すると光学異方性が生じる
が、これは有機高分子フィルムを延伸すると材料中の高
分子鎖の配向が生じ、延伸方向の屈折率とそれに直交す
る方向の屈折率に差異が生じるためである。この方法に
より形成された高分子複屈折膜は無機複屈折結晶材料に
比べて大面積でかつ大量に、低コストに作成できる特徴
がある。このため従来のニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ
3 ）などの結晶材料から作成した偏光分離素子よりも安
価な素子の提供が可能となる。
例について説明する。図１は請求項１，２に係る偏光分
離素子の構成例を示す部分断面図である。図１におい
て、偏光分離素子１は、ガラスやプラスチック等の透明
基板２上に周期的凹凸の格子構造を持つ高分子複屈折膜
３が接着層５により接着されて該基板２上に装荷され、
その高分子複屈折膜３の上を等方性のオーバーコート層
４で覆われた構成となっている。本実施例では高分子複
屈折膜３として、有機高分子材料からなるフィルム等を
延伸して形成した有機高分子膜を用いることが特徴であ
る。有機高分子材料を延伸すると光学異方性が生じる
が、これは有機高分子フィルムを延伸すると材料中の高
分子鎖の配向が生じ、延伸方向の屈折率とそれに直交す
る方向の屈折率に差異が生じるためである。この方法に
より形成された高分子複屈折膜は無機複屈折結晶材料に
比べて大面積でかつ大量に、低コストに作成できる特徴
がある。このため従来のニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ
3 ）などの結晶材料から作成した偏光分離素子よりも安
価な素子の提供が可能となる。
【００２０】延伸する有機高分子材料としては、かなり
広範な材料が使え、例えばポリカーボネイト（ＰＣ）、
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリメタクリル酸メ
チル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリサルフォン（Ｐ
ＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミ
ドなどの有機高分子材料が適用できる。ただし材料とし
てはこれらに限定されない。
広範な材料が使え、例えばポリカーボネイト（ＰＣ）、
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリメタクリル酸メ
チル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリサルフォン（Ｐ
ＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミ
ドなどの有機高分子材料が適用できる。ただし材料とし
てはこれらに限定されない。
【００２１】上記高分子複屈折膜３は図１の紙面方向に
振動する光とこれと垂直方向に振動する光に対する屈折
率が異なる複屈折性を示す膜である。この高分子複屈折
膜３を用いた偏光分離素子１の動作を図２、図３に示
す。図２は図１に示す構成の偏光分離素子の動作の一実
施例を示す図であり、偏光分離素子１への入射光が紙面
方向とそれに垂直の２方向の振動成分をもつものとす
る。図２では偏光分離素子１を透過後、紙面方向の振動
成分の光は０次光として直進する。また紙面と垂直方向
の振動成分の光は±１次光として回折する。よって偏光
方向により進行方向が変わり、偏光分離素子として動作
する。図３は図１に示す構成の偏光分離素子の別の動作
の実施例を示す図であり、図２とは反対に紙面に垂直な
振動方向の光が０次光として直進し、紙面方向に振動す
る光が±１次光として回折され、偏光分離される。
振動する光とこれと垂直方向に振動する光に対する屈折
率が異なる複屈折性を示す膜である。この高分子複屈折
膜３を用いた偏光分離素子１の動作を図２、図３に示
す。図２は図１に示す構成の偏光分離素子の動作の一実
施例を示す図であり、偏光分離素子１への入射光が紙面
方向とそれに垂直の２方向の振動成分をもつものとす
る。図２では偏光分離素子１を透過後、紙面方向の振動
成分の光は０次光として直進する。また紙面と垂直方向
の振動成分の光は±１次光として回折する。よって偏光
方向により進行方向が変わり、偏光分離素子として動作
する。図３は図１に示す構成の偏光分離素子の別の動作
の実施例を示す図であり、図２とは反対に紙面に垂直な
振動方向の光が０次光として直進し、紙面方向に振動す
る光が±１次光として回折され、偏光分離される。
【００２２】（実施例２）次に請求項１，４の実施例に
ついて説明する。図４は請求項１，４に係る偏光分離素
子の構成例を示す部分断面図である。図４において、偏
光分離素子１は、ガラスやプラスチック等の透明基板２
上に周期的凹凸の格子構造を持つ高分子複屈折膜３’が
接着層５により接着されて該基板２上に装荷され、その
高分子複屈折膜３’の上を等方性のオーバーコート層４
で覆われた構成となっている。本実施例では高分子複屈
折膜３’として、特にポリイミドを加熱延伸して作成し
た複屈折性ポリイミド膜（以下、ポリイミド複屈折膜と
言う）を用いることが特徴である。このポリイミド複屈
折膜３’は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）と比べ
て、複屈折性が比較的大きく（ポリイミド複屈折膜の屈
折率差Δｎ＝０．１３、ニオブ酸リチウムの屈折率差Δ
ｎ＝０．０８）、凹凸の深さを小さくでき作成が容易で
ある。また、プラスチックなので材料のコストをニオブ
酸リチウムのような結晶に比べて著しく下げることがで
きる。また、ポリイミドは耐熱性も高く、耐久性に優れ
るという特徴もある。このポリイミド複屈折膜３’は図
４の紙面方向に振動する光とこれと垂直方向に振動する
光に対する屈折率が異なる複屈折性を示す膜である。
尚、このポリイミド複屈折膜３’を用いた偏光分離素子
１の動作は、実施例１の図２、図３に示した偏光分離素
子の動作例と同じであるので説明を省略する。
ついて説明する。図４は請求項１，４に係る偏光分離素
子の構成例を示す部分断面図である。図４において、偏
光分離素子１は、ガラスやプラスチック等の透明基板２
上に周期的凹凸の格子構造を持つ高分子複屈折膜３’が
接着層５により接着されて該基板２上に装荷され、その
高分子複屈折膜３’の上を等方性のオーバーコート層４
で覆われた構成となっている。本実施例では高分子複屈
折膜３’として、特にポリイミドを加熱延伸して作成し
た複屈折性ポリイミド膜（以下、ポリイミド複屈折膜と
言う）を用いることが特徴である。このポリイミド複屈
折膜３’は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）と比べ
て、複屈折性が比較的大きく（ポリイミド複屈折膜の屈
折率差Δｎ＝０．１３、ニオブ酸リチウムの屈折率差Δ
ｎ＝０．０８）、凹凸の深さを小さくでき作成が容易で
ある。また、プラスチックなので材料のコストをニオブ
酸リチウムのような結晶に比べて著しく下げることがで
きる。また、ポリイミドは耐熱性も高く、耐久性に優れ
るという特徴もある。このポリイミド複屈折膜３’は図
４の紙面方向に振動する光とこれと垂直方向に振動する
光に対する屈折率が異なる複屈折性を示す膜である。
尚、このポリイミド複屈折膜３’を用いた偏光分離素子
１の動作は、実施例１の図２、図３に示した偏光分離素
子の動作例と同じであるので説明を省略する。
【００２３】（実施例３）次に請求項５の実施例につい
て説明する。本実施例では、詳しく素子の動作を解析
し、図２の偏光分離素子の動作の最適条件を求める。こ
こで図５は偏光分離素子１の要部を部分的に拡大して示
す断面図である。図５に示すように、透明基板２上に装
荷された高分子複屈折膜３（延伸された有機高分子膜で
あり、加熱延伸されたポリイミド複屈折膜も含む）が周
期ｄで規則的に凹凸格子構造となっており、この凹凸格
子形状の深さをｈとする。
て説明する。本実施例では、詳しく素子の動作を解析
し、図２の偏光分離素子の動作の最適条件を求める。こ
こで図５は偏光分離素子１の要部を部分的に拡大して示
す断面図である。図５に示すように、透明基板２上に装
荷された高分子複屈折膜３（延伸された有機高分子膜で
あり、加熱延伸されたポリイミド複屈折膜も含む）が周
期ｄで規則的に凹凸格子構造となっており、この凹凸格
子形状の深さをｈとする。
【００２４】ここで高分子複屈折膜３の周期的凹凸格子
の紙面方向の偏波（例えばｐ偏光とする）に対する屈折
率をｎp 、紙面と垂直方向の偏波（例えばｓ偏光とす
る）に対する屈折率をｎs とし、また、等方性オーバー
コート層４の屈折率をｎ1 とすると、例えば図５におい
て、光路Ａ，Ｂに対する光路長差Δは、 紙面方向（格子ベクトル方向）：Δp＝(ｎp−ｎ1)ｈ ・・・(1) 紙面に垂直方向(格子ベクトルに垂直方向)：Δs＝(ｎs−ｎ1)ｈ ・・・(2) となる。以後、紙面方向を格子ベクトル方向と呼ぶ（図
１に図示）。
の紙面方向の偏波（例えばｐ偏光とする）に対する屈折
率をｎp 、紙面と垂直方向の偏波（例えばｓ偏光とす
る）に対する屈折率をｎs とし、また、等方性オーバー
コート層４の屈折率をｎ1 とすると、例えば図５におい
て、光路Ａ，Ｂに対する光路長差Δは、 紙面方向（格子ベクトル方向）：Δp＝(ｎp−ｎ1)ｈ ・・・(1) 紙面に垂直方向(格子ベクトルに垂直方向)：Δs＝(ｎs−ｎ1)ｈ ・・・(2) となる。以後、紙面方向を格子ベクトル方向と呼ぶ（図
１に図示）。
【００２５】図２のように格子ベクトル方向の振動成分
が０次光として直進し、格子ベクトルと垂直方向の振動
成分が±１次光として回折されるためには、次の二式が
満足されることが必要である。すなわち、使用する光の
波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ＝０，±１，
±２，・・・）とするとき、次の条件、 (ｎp−ｎ1)ｈ＝ｍλ ・・・(3) (ｎs−ｎ1)ｈ＝(ｍ＋１／２)λ ・・・(4) となる。
が０次光として直進し、格子ベクトルと垂直方向の振動
成分が±１次光として回折されるためには、次の二式が
満足されることが必要である。すなわち、使用する光の
波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ＝０，±１，
±２，・・・）とするとき、次の条件、 (ｎp−ｎ1)ｈ＝ｍλ ・・・(3) (ｎs−ｎ1)ｈ＝(ｍ＋１／２)λ ・・・(4) となる。
【００２６】ここで(3) 式は、格子ベクトル方向の振動
成分の光の光路差が波長λの整数倍となり、格子通過後
も０次光として直進する条件である（干渉により強め合
う）。また(4) 式は、格子ベクトル方向と垂直な振動成
分の光に対してＡ，Ｂ部の光路差が半波長の奇数倍だけ
ずれて打ち消し合い、直進光（０次光成分）がなくな
り、全て回折光となる条件である（干渉により直進成分
は打ち消し合い、回折光の方に光がいく）。よって、０
次光と１次光に偏光分離するとき、偏光分離度（消光
比）を高めるためには(3)，(4)式を満足していることが
必要である。ただし、実用的には(3)，(4)式を厳密に満
足していなくても、略(3)，(4)式近傍の条件になるよう
に複屈折膜３の屈折率ｎp，ｎs、オーバーコート層４の
屈折率ｎ1 、複屈折膜３の凹凸格子深さｈ、次数ｍを設
定する。
成分の光の光路差が波長λの整数倍となり、格子通過後
も０次光として直進する条件である（干渉により強め合
う）。また(4) 式は、格子ベクトル方向と垂直な振動成
分の光に対してＡ，Ｂ部の光路差が半波長の奇数倍だけ
ずれて打ち消し合い、直進光（０次光成分）がなくな
り、全て回折光となる条件である（干渉により直進成分
は打ち消し合い、回折光の方に光がいく）。よって、０
次光と１次光に偏光分離するとき、偏光分離度（消光
比）を高めるためには(3)，(4)式を満足していることが
必要である。ただし、実用的には(3)，(4)式を厳密に満
足していなくても、略(3)，(4)式近傍の条件になるよう
に複屈折膜３の屈折率ｎp，ｎs、オーバーコート層４の
屈折率ｎ1 、複屈折膜３の凹凸格子深さｈ、次数ｍを設
定する。
【００２７】（実施例４）次に請求項６の実施例につい
て説明する。本実施例では、偏光分離素子１が図３のよ
うに動作するときの最適条件を求める。図３のように格
子ベクトル方向の振動成分を持つ偏光が±１次光として
回折し、格子ベクトルと垂直方向の振動成分を持つ偏光
が０次光として直進する条件は、高分子複屈折膜３（延
伸された有機高分子膜であり、加熱延伸されたポリイミ
ド複屈折膜も含む）の周期的凹凸格子の格子ベクトル方
向の偏波（ｐ偏光）に対する屈折率をｎp、これと垂直
方向の偏波（ｓ偏光）に対する屈折率をｎsとし、等方
性オーバーコート層４の屈折率をｎ1、複屈折膜３の周
期的凹凸格子の凹凸深さをｈ、光の波長をλ、ｍを０を
含む正負の自然数（ｍ＝０，±１，±２，・・・）とす
るとき、 (ｎp−ｎ1)ｈ＝(ｍ±１／２)λ ・・・(5) (ｎs−ｎ1)ｈ＝ｍλ ・・・(6) となる（(5)式は干渉により直進成分は打ち消し合い回
折光となる条件、(6)式は干渉により強め合い格子通過
後も０次光として直進する条件である）。従って実際に
(5)，(6)式の条件が略成り立つように複屈折膜３の屈折
率ｎp，ｎs、オーバーコート層４の屈折率ｎ1 、複屈折
膜３の凹凸格子深さｈ、次数ｍを設定する。
て説明する。本実施例では、偏光分離素子１が図３のよ
うに動作するときの最適条件を求める。図３のように格
子ベクトル方向の振動成分を持つ偏光が±１次光として
回折し、格子ベクトルと垂直方向の振動成分を持つ偏光
が０次光として直進する条件は、高分子複屈折膜３（延
伸された有機高分子膜であり、加熱延伸されたポリイミ
ド複屈折膜も含む）の周期的凹凸格子の格子ベクトル方
向の偏波（ｐ偏光）に対する屈折率をｎp、これと垂直
方向の偏波（ｓ偏光）に対する屈折率をｎsとし、等方
性オーバーコート層４の屈折率をｎ1、複屈折膜３の周
期的凹凸格子の凹凸深さをｈ、光の波長をλ、ｍを０を
含む正負の自然数（ｍ＝０，±１，±２，・・・）とす
るとき、 (ｎp−ｎ1)ｈ＝(ｍ±１／２)λ ・・・(5) (ｎs−ｎ1)ｈ＝ｍλ ・・・(6) となる（(5)式は干渉により直進成分は打ち消し合い回
折光となる条件、(6)式は干渉により強め合い格子通過
後も０次光として直進する条件である）。従って実際に
(5)，(6)式の条件が略成り立つように複屈折膜３の屈折
率ｎp，ｎs、オーバーコート層４の屈折率ｎ1 、複屈折
膜３の凹凸格子深さｈ、次数ｍを設定する。
【００２８】（実施例５）次に請求項７，９，１０，１
２の実施例について説明する。本実施例では図１に示し
た構成の高分子複屈折膜、すなわち延伸された有機高分
子膜からなる延伸化高分子複屈折膜３を使った偏光分離
素子１の作成方法について説明する。延伸化高分子複屈
折膜３は製膜時に、有機高分子材料を一方に強く引っ張
りながら製膜することで作成される。延伸する有機高分
子材料としては、かなり広範な材料が使え、例えばポリ
カーボネイト（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチ
レン、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフ
ォン（ＰＥＳ）、ポリイミドなどの有機高分子材料が適
用できる。ただし材料としてはこれらに限定されない。
高分子複屈折膜３の複屈折性は、膜の延伸方向の屈折率
が延伸方向とは垂直方向の面内屈折率よりも大きくなる
ように現われる。ただしポリスチレンだけは延伸方向と
垂直方向の屈折率の方が大きくなる。複屈折性は膜面内
の延伸方向とこれに垂直方向の屈折率差Δｎで表され
る。
２の実施例について説明する。本実施例では図１に示し
た構成の高分子複屈折膜、すなわち延伸された有機高分
子膜からなる延伸化高分子複屈折膜３を使った偏光分離
素子１の作成方法について説明する。延伸化高分子複屈
折膜３は製膜時に、有機高分子材料を一方に強く引っ張
りながら製膜することで作成される。延伸する有機高分
子材料としては、かなり広範な材料が使え、例えばポリ
カーボネイト（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチ
レン、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフ
ォン（ＰＥＳ）、ポリイミドなどの有機高分子材料が適
用できる。ただし材料としてはこれらに限定されない。
高分子複屈折膜３の複屈折性は、膜の延伸方向の屈折率
が延伸方向とは垂直方向の面内屈折率よりも大きくなる
ように現われる。ただしポリスチレンだけは延伸方向と
垂直方向の屈折率の方が大きくなる。複屈折性は膜面内
の延伸方向とこれに垂直方向の屈折率差Δｎで表され
る。
【００２９】次に、以上のようにして作成された高分子
複屈折膜を用いて偏光分離素子を作成する工程を図６に
示す。まず図６（ａ）に示すように、高分子複屈折膜３
をガラスやプラスチックなどの透明基板２上に接着層５
により接着した後、図６（ｂ）に示すように、高分子複
屈折膜３の上に感光性樹脂（以後、フォトレジストと呼
ぶ）６をスピンコートする。そしてこのフォトレジスト
６に回折格子パターンをもつフォトマスクを介して周期
的パターンを露光する。このときの露光はマスクによる
密着露光でもよいし、投影露光でもよい。この他、電子
線等の露光や、あるいはレーザ光による干渉露光などで
もよい。露光後、フォトレジスト６を現像し、図６
（ｃ）のようにフォトレジストによる周期的格子パター
ン６’を形成する。
複屈折膜を用いて偏光分離素子を作成する工程を図６に
示す。まず図６（ａ）に示すように、高分子複屈折膜３
をガラスやプラスチックなどの透明基板２上に接着層５
により接着した後、図６（ｂ）に示すように、高分子複
屈折膜３の上に感光性樹脂（以後、フォトレジストと呼
ぶ）６をスピンコートする。そしてこのフォトレジスト
６に回折格子パターンをもつフォトマスクを介して周期
的パターンを露光する。このときの露光はマスクによる
密着露光でもよいし、投影露光でもよい。この他、電子
線等の露光や、あるいはレーザ光による干渉露光などで
もよい。露光後、フォトレジスト６を現像し、図６
（ｃ）のようにフォトレジストによる周期的格子パター
ン６’を形成する。
【００３０】次に図６（ｄ）のように、フォトレジスト
の周期的格子パターン６’をエッチングマスクとして酸
素ガスなどによる反応性イオンエッチングで高分子複屈
折膜３をドライエッチングした後、図６（ｅ）のよう
に、溶剤あるいはガスによるアッシングでフォトレジス
トマスク６’を除去して基板２上に高分子複屈折膜３の
回折格子パターン（周期的凹凸格子構造）を形成する。
そして図６（ｆ）のように、回折格子パターン（周期的
凹凸格子構造）を有する高分子複屈折膜３の上に等方性
の樹脂をスピンコートして被覆し、紫外線（ＵＶ）また
は熱を印加して樹脂を固化し、等方性オーバーコート層
４を形成する。このときオーバーコート層４の樹脂の屈
折率は前述の式(3)，(4)または(5)，(6)を略満足するよ
うに設定することが望ましい。
の周期的格子パターン６’をエッチングマスクとして酸
素ガスなどによる反応性イオンエッチングで高分子複屈
折膜３をドライエッチングした後、図６（ｅ）のよう
に、溶剤あるいはガスによるアッシングでフォトレジス
トマスク６’を除去して基板２上に高分子複屈折膜３の
回折格子パターン（周期的凹凸格子構造）を形成する。
そして図６（ｆ）のように、回折格子パターン（周期的
凹凸格子構造）を有する高分子複屈折膜３の上に等方性
の樹脂をスピンコートして被覆し、紫外線（ＵＶ）また
は熱を印加して樹脂を固化し、等方性オーバーコート層
４を形成する。このときオーバーコート層４の樹脂の屈
折率は前述の式(3)，(4)または(5)，(6)を略満足するよ
うに設定することが望ましい。
【００３１】尚、等方性オーバーコート層４の形成法と
しては、樹脂のスピンコートの他、ロールコート、ディ
ッピングコートなどの方法、あるいは、誘電体（ＳｉＯ
2、ＳｉＯＮ、他）の真空蒸着、スパッタリング、ＣＶ
Ｄなどによる成膜法で形成できるが、この中で樹脂のス
ピンコートが平坦性が優れ、また簡易、低コストに形成
できるのでよい。また、本発明の作成方法は、従来技術
で述べた偏光分離素子のように数時間に及ぶ工程が含ま
れておらず、偏光分離素子の作成に時間、手間がかから
ない。
しては、樹脂のスピンコートの他、ロールコート、ディ
ッピングコートなどの方法、あるいは、誘電体（ＳｉＯ
2、ＳｉＯＮ、他）の真空蒸着、スパッタリング、ＣＶ
Ｄなどによる成膜法で形成できるが、この中で樹脂のス
ピンコートが平坦性が優れ、また簡易、低コストに形成
できるのでよい。また、本発明の作成方法は、従来技術
で述べた偏光分離素子のように数時間に及ぶ工程が含ま
れておらず、偏光分離素子の作成に時間、手間がかから
ない。
【００３２】図６に示した偏光分離素子の作成工程で
は、高分子複屈折膜３を下の透明基板２までドライエッ
チングして周期的格子の凹凸パターンを形成している。
この場合は高分子複屈折膜３の膜厚が格子深さｈとなっ
ているが、これに限らず、図７に示す偏光分離素子１’
のように、高分子複屈折膜３の膜厚は格子深さｈよりも
大きくて良く、ドライエッチングを深さｈで止めて、所
望の格子深さの周期的凹凸格子を形成しても良い。
は、高分子複屈折膜３を下の透明基板２までドライエッ
チングして周期的格子の凹凸パターンを形成している。
この場合は高分子複屈折膜３の膜厚が格子深さｈとなっ
ているが、これに限らず、図７に示す偏光分離素子１’
のように、高分子複屈折膜３の膜厚は格子深さｈよりも
大きくて良く、ドライエッチングを深さｈで止めて、所
望の格子深さの周期的凹凸格子を形成しても良い。
【００３３】また図６に示した偏光分離素子の作成工程
では、等方性オーバーコート層４を樹脂のスピンコート
により被覆形成した例を示したが、図８に示す偏光分離
素子１”のように、高分子複屈折膜３による周期的凹凸
格子パターンを形成した後、その上にガラス等の透明基
板８を等方性の樹脂接着剤７で接着して装荷する構造も
考えられる。このときの樹脂接着剤（等方性樹脂接着
層）７の屈折率は前述の式(3)，(4)または(5)，(6)を略
満足することが望ましい。尚、図８の構造とすれば、両
面が平坦化された偏光分離素子が得られる。
では、等方性オーバーコート層４を樹脂のスピンコート
により被覆形成した例を示したが、図８に示す偏光分離
素子１”のように、高分子複屈折膜３による周期的凹凸
格子パターンを形成した後、その上にガラス等の透明基
板８を等方性の樹脂接着剤７で接着して装荷する構造も
考えられる。このときの樹脂接着剤（等方性樹脂接着
層）７の屈折率は前述の式(3)，(4)または(5)，(6)を略
満足することが望ましい。尚、図８の構造とすれば、両
面が平坦化された偏光分離素子が得られる。
【００３４】さらに図６に示した偏光分離素子の作成工
程では、高分子複屈折膜３は透明基板２にまず接着して
からフォトレジスト塗布、マスク露光、ドライエッチン
グを行ったが、これに限定されず、透明基板２に接着す
る前に高分子複屈折膜３上にフォトレジスト塗布、マス
ク露光、現像、ドライエッチングの工程を行い、高分子
複屈折膜３に周期的凹凸格子パターンを形成した後、基
板２に接着してオーバーコート層４を形成する方法や、
あるいは、高分子複屈折膜３上へのフォトレジスト塗
布、マスク露光、現像までの工程は膜のままで行い、ド
ライエッチング以降の工程は基板に接着して行う方法で
もよい。
程では、高分子複屈折膜３は透明基板２にまず接着して
からフォトレジスト塗布、マスク露光、ドライエッチン
グを行ったが、これに限定されず、透明基板２に接着す
る前に高分子複屈折膜３上にフォトレジスト塗布、マス
ク露光、現像、ドライエッチングの工程を行い、高分子
複屈折膜３に周期的凹凸格子パターンを形成した後、基
板２に接着してオーバーコート層４を形成する方法や、
あるいは、高分子複屈折膜３上へのフォトレジスト塗
布、マスク露光、現像までの工程は膜のままで行い、ド
ライエッチング以降の工程は基板に接着して行う方法で
もよい。
【００３５】（実施例６）次に請求項８，９，１０，１
２の実施例について説明する。本実施例は図１に示した
構成の偏光分離素子の作成方法の別の例であり、図９に
偏光分離素子の作成工程を示す。図９において（ａ）〜
（ｃ）の工程、すなわち、透明基板２への高分子複屈折
膜３の接着層５による接着、フォトレジスト６の塗布、
及びマスク露光、現像によるフォトレジスト６の周期的
格子パターンの形成までの工程は、図６の（ａ）〜
（ｃ）の工程と同じであるので説明は省略する。本実施
例では、図９（ｃ）のフォトレジスト６の周期的格子パ
ターンを形成後、図９（ｄ）のように、アルミニウム
（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）などの金属層９を蒸着やスパ
ッタリングなどでフォトレジスト６上に成膜し、次に図
９（ｅ）のように、フォトレジスト６を溶剤で除去して
高分子複屈折膜３上に金属層の周期的格子パターン９’
を残す。そして図９（ｆ）のように、金属層の周期的格
子パターン９’をエッチングマスクとして酸素ガスなど
による反応性イオンエッチングでドライエッチングす
る。次に図９（ｇ）のように、金属マスク９’を硫酸な
どの酸で溶解して高分子複屈折膜３上から除去して基板
２上に高分子複屈折膜３の回折格子パターン（周期的凹
凸格子構造）を形成する。そして図９（ｈ）のように、
回折格子パターン（周期的凹凸格子構造）を有する高分
子複屈折膜３の上に等方性の樹脂をスピンコートして被
覆し、紫外線（ＵＶ）または熱を印加して樹脂を固化
し、等方性オーバーコート層４を形成する。このときオ
ーバーコート層４の樹脂の屈折率は前述の式(3)，(4)ま
たは(5)，(6)を略満足するように設定することが望まし
い。
２の実施例について説明する。本実施例は図１に示した
構成の偏光分離素子の作成方法の別の例であり、図９に
偏光分離素子の作成工程を示す。図９において（ａ）〜
（ｃ）の工程、すなわち、透明基板２への高分子複屈折
膜３の接着層５による接着、フォトレジスト６の塗布、
及びマスク露光、現像によるフォトレジスト６の周期的
格子パターンの形成までの工程は、図６の（ａ）〜
（ｃ）の工程と同じであるので説明は省略する。本実施
例では、図９（ｃ）のフォトレジスト６の周期的格子パ
ターンを形成後、図９（ｄ）のように、アルミニウム
（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）などの金属層９を蒸着やスパ
ッタリングなどでフォトレジスト６上に成膜し、次に図
９（ｅ）のように、フォトレジスト６を溶剤で除去して
高分子複屈折膜３上に金属層の周期的格子パターン９’
を残す。そして図９（ｆ）のように、金属層の周期的格
子パターン９’をエッチングマスクとして酸素ガスなど
による反応性イオンエッチングでドライエッチングす
る。次に図９（ｇ）のように、金属マスク９’を硫酸な
どの酸で溶解して高分子複屈折膜３上から除去して基板
２上に高分子複屈折膜３の回折格子パターン（周期的凹
凸格子構造）を形成する。そして図９（ｈ）のように、
回折格子パターン（周期的凹凸格子構造）を有する高分
子複屈折膜３の上に等方性の樹脂をスピンコートして被
覆し、紫外線（ＵＶ）または熱を印加して樹脂を固化
し、等方性オーバーコート層４を形成する。このときオ
ーバーコート層４の樹脂の屈折率は前述の式(3)，(4)ま
たは(5)，(6)を略満足するように設定することが望まし
い。
【００３６】図９に示した偏光分離素子の作成工程で
は、フォトレジスト６による周期的格子パターンの上に
金属層９を成膜したが、これに限らず次のような方法で
もよい。すなわち、フォトレジスト塗布前（図９（ａ）
の状態）にＡｌ，Ｃｒなどの金属層９を高分子複屈折膜
３上に成膜し、この上にフォトレジスト塗布、パターン
露光、フォトレジストの現像処理の工程を行ってフォト
レジストの周期的格子パターンを形成した後、フォトレ
ジストをマスクとして、硫酸などの酸によりフォトレジ
ストがないところの金属層をエッチング除去し、次にフ
ォトレジストを溶剤で除去して高分子複屈折膜３上に金
属からなる周期的格子パターンのマスクを残す（図９
（ｅ）と同じ状態となる）。これ以降は図９（ｆ），
（ｇ）と同様に、この金属層の周期的格子パターン９’
をエッチングマスクとして酸素ガスなどによる反応性イ
オンエッチングでドライエッチングした後、金属マスク
９’を硫酸などの酸で溶解して高分子複屈折膜３上から
除去して基板２上に高分子複屈折膜３の回折格子パター
ン（周期的凹凸格子構造）を形成し、以後図９（ｈ）の
ように、回折格子パターン（周期的凹凸格子構造）を有
する高分子複屈折膜３の上に等方性オーバーコート層４
の形成を行う。
は、フォトレジスト６による周期的格子パターンの上に
金属層９を成膜したが、これに限らず次のような方法で
もよい。すなわち、フォトレジスト塗布前（図９（ａ）
の状態）にＡｌ，Ｃｒなどの金属層９を高分子複屈折膜
３上に成膜し、この上にフォトレジスト塗布、パターン
露光、フォトレジストの現像処理の工程を行ってフォト
レジストの周期的格子パターンを形成した後、フォトレ
ジストをマスクとして、硫酸などの酸によりフォトレジ
ストがないところの金属層をエッチング除去し、次にフ
ォトレジストを溶剤で除去して高分子複屈折膜３上に金
属からなる周期的格子パターンのマスクを残す（図９
（ｅ）と同じ状態となる）。これ以降は図９（ｆ），
（ｇ）と同様に、この金属層の周期的格子パターン９’
をエッチングマスクとして酸素ガスなどによる反応性イ
オンエッチングでドライエッチングした後、金属マスク
９’を硫酸などの酸で溶解して高分子複屈折膜３上から
除去して基板２上に高分子複屈折膜３の回折格子パター
ン（周期的凹凸格子構造）を形成し、以後図９（ｈ）の
ように、回折格子パターン（周期的凹凸格子構造）を有
する高分子複屈折膜３の上に等方性オーバーコート層４
の形成を行う。
【００３７】尚、本実施例においても実施例５と同様
に、等方性オーバーコート層４は樹脂のスピンコート等
により被覆形成する他、図８のように、高分子複屈折膜
３による周期的凹凸格子パターンを形成した後、その上
にガラス等の透明基板８を等方性の樹脂接着剤７で接着
して装荷する構造でもよい。また、高分子複屈折膜３に
よる周期的凹凸格子の格子深さｈも図７のように任意に
設定することができる。また、高分子複屈折膜３を透明
基板２に接着してから金属マスク９’の形成、ドライエ
ッチングを行ったが、これに限定されず、透明基板２に
接着する前に高分子複屈折膜３上に金属マスク９’を形
成してドライエッチングを行い、高分子複屈折膜３に周
期的凹凸格子パターンを形成した後、基板２に接着して
オーバーコート層４を形成する方法や、あるいは、高分
子複屈折膜３上への金属マスク９’の形成までの工程は
膜のままで行い、ドライエッチング以降の工程は基板に
接着して行う方法でもよい。
に、等方性オーバーコート層４は樹脂のスピンコート等
により被覆形成する他、図８のように、高分子複屈折膜
３による周期的凹凸格子パターンを形成した後、その上
にガラス等の透明基板８を等方性の樹脂接着剤７で接着
して装荷する構造でもよい。また、高分子複屈折膜３に
よる周期的凹凸格子の格子深さｈも図７のように任意に
設定することができる。また、高分子複屈折膜３を透明
基板２に接着してから金属マスク９’の形成、ドライエ
ッチングを行ったが、これに限定されず、透明基板２に
接着する前に高分子複屈折膜３上に金属マスク９’を形
成してドライエッチングを行い、高分子複屈折膜３に周
期的凹凸格子パターンを形成した後、基板２に接着して
オーバーコート層４を形成する方法や、あるいは、高分
子複屈折膜３上への金属マスク９’の形成までの工程は
膜のままで行い、ドライエッチング以降の工程は基板に
接着して行う方法でもよい。
【００３８】（実施例７）次に請求項１１の実施例につ
いて説明する。本実施例では高分子複屈折膜として特に
ポリイミド複屈折膜３’を使った偏光分離素子（図４の
構成）の作成方法について説明する。まずポリイミド複
屈折膜を作成する。その作成方法の一例を図１０に示
す。図１０（ａ）に示すようにガラス基板、あるいはＳ
ｉ基板などの平面性のよい基板上に原料となるポリアミ
ド酸溶液（ジメチルアルコールなどを溶媒とする）をス
ピンコートにより所定の厚さ塗布した後、乾燥させ、ポ
リアミド酸膜を形成する。乾燥後、図１０（ｂ）に示す
ようにポリアミド酸膜を基板より剥離する。そして図１
０（ｃ）に示すように、基板より剥離したポリアミド酸
膜を高温中（例えば３５０℃）で加熱しながら一方向に
引っ張り延伸させる。この操作によりポリアミド酸膜は
熱でイミド化してポリイミド膜となり、同時に延伸によ
り複屈折性が生じてポリイミド複屈折膜となる。
いて説明する。本実施例では高分子複屈折膜として特に
ポリイミド複屈折膜３’を使った偏光分離素子（図４の
構成）の作成方法について説明する。まずポリイミド複
屈折膜を作成する。その作成方法の一例を図１０に示
す。図１０（ａ）に示すようにガラス基板、あるいはＳ
ｉ基板などの平面性のよい基板上に原料となるポリアミ
ド酸溶液（ジメチルアルコールなどを溶媒とする）をス
ピンコートにより所定の厚さ塗布した後、乾燥させ、ポ
リアミド酸膜を形成する。乾燥後、図１０（ｂ）に示す
ようにポリアミド酸膜を基板より剥離する。そして図１
０（ｃ）に示すように、基板より剥離したポリアミド酸
膜を高温中（例えば３５０℃）で加熱しながら一方向に
引っ張り延伸させる。この操作によりポリアミド酸膜は
熱でイミド化してポリイミド膜となり、同時に延伸によ
り複屈折性が生じてポリイミド複屈折膜となる。
【００３９】このポリイミド複屈折膜の複屈折性は、膜
の延伸方向の屈折率が延伸方向とは垂直方向の面内屈折
率よりも大きくなるように現われる。また、複屈折性は
膜面内の延伸方向とこれに垂直方向の屈折率差Δｎで表
される。この屈折率差Δｎは延伸イミド化時の温度、張
力で制御できる。尚、典型的なポリイミド複屈折膜の屈
折率は延伸方向でｎ＝１．６２、これと垂直方向でｎ＝
１．４９であり、複屈折性はΔｎ＝０．１３程度であ
る。
の延伸方向の屈折率が延伸方向とは垂直方向の面内屈折
率よりも大きくなるように現われる。また、複屈折性は
膜面内の延伸方向とこれに垂直方向の屈折率差Δｎで表
される。この屈折率差Δｎは延伸イミド化時の温度、張
力で制御できる。尚、典型的なポリイミド複屈折膜の屈
折率は延伸方向でｎ＝１．６２、これと垂直方向でｎ＝
１．４９であり、複屈折性はΔｎ＝０．１３程度であ
る。
【００４０】以上のようにして作成されたポリイミド複
屈折膜を高分子複屈折膜として用いて偏光分離素子を作
成する工程は、先の実施例５（図６）あるいは実施例６
（図８）で示した作成方法と同様の工程であるので、こ
こでは説明を省略する。
屈折膜を高分子複屈折膜として用いて偏光分離素子を作
成する工程は、先の実施例５（図６）あるいは実施例６
（図８）で示した作成方法と同様の工程であるので、こ
こでは説明を省略する。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明では、直交する２つの偏光成分を分離するため、透明
基板上に入射光の異なる偏光面に対し屈折率が異なる複
屈折膜が周期的凹凸格子として装荷され、さらにその上
に等方性オーバーコート層が被覆あるいは装荷されてお
り、入射光の直交する偏光を０次光と回折光に分離する
偏光分離素子において、前記複屈折膜が高分子複屈折膜
からなることを特徴とするので、従来技術による偏光分
離素子（ＬｉＮｂＯ3 を基板として用い、これに周期的
パターンでプロトンイオン交換を施し、さらにプロトン
イオン交換領域上に誘電体膜を装荷した構造等）に比べ
て、構成が簡易であり、作成がしやすい偏光分離素子が
提供できる。
明では、直交する２つの偏光成分を分離するため、透明
基板上に入射光の異なる偏光面に対し屈折率が異なる複
屈折膜が周期的凹凸格子として装荷され、さらにその上
に等方性オーバーコート層が被覆あるいは装荷されてお
り、入射光の直交する偏光を０次光と回折光に分離する
偏光分離素子において、前記複屈折膜が高分子複屈折膜
からなることを特徴とするので、従来技術による偏光分
離素子（ＬｉＮｂＯ3 を基板として用い、これに周期的
パターンでプロトンイオン交換を施し、さらにプロトン
イオン交換領域上に誘電体膜を装荷した構造等）に比べ
て、構成が簡易であり、作成がしやすい偏光分離素子が
提供できる。
【００４２】請求項２，３に係る発明では、請求項１記
載の偏光分離素子において、前記高分子複屈折膜が、延
伸された有機高分子膜（例えばポリカーボネイト（Ｐ
Ｃ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリメタクリ
ル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリサルフォ
ン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポ
リイミドなどの有機高分子材料）で形成されていること
を特徴とするので、構成が簡易であり、作成がしやす
く、また材料のコストも低く、大量生産が容易な偏光分
離素子が提供できる。
載の偏光分離素子において、前記高分子複屈折膜が、延
伸された有機高分子膜（例えばポリカーボネイト（Ｐ
Ｃ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリメタクリ
ル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリサルフォ
ン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポ
リイミドなどの有機高分子材料）で形成されていること
を特徴とするので、構成が簡易であり、作成がしやす
く、また材料のコストも低く、大量生産が容易な偏光分
離素子が提供できる。
【００４３】請求項４に係る発明では、請求項１記載の
偏光分離素子において、前記高分子複屈折膜が、加熱延
伸されたポリイミド複屈折膜で形成されていることを特
徴とするので、構成が簡易であり、作成がしやすく、ま
た材料のコストも低く、大量生産が容易で、耐熱性にも
優れる偏光分離素子を提供することができる。
偏光分離素子において、前記高分子複屈折膜が、加熱延
伸されたポリイミド複屈折膜で形成されていることを特
徴とするので、構成が簡易であり、作成がしやすく、ま
た材料のコストも低く、大量生産が容易で、耐熱性にも
優れる偏光分離素子を提供することができる。
【００４４】請求項５に係る発明では、請求項１，２，
３または４記載の偏光分離素子において、高分子複屈折
膜からなる周期的凹凸格子の格子ベクトル方向の偏波に
対する屈折率をｎp、これと垂直方向の偏波に対する屈
折率をｎsとし、等方性オーバーコート層の屈折率を
ｎ1、高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子の凹凸深
さをｈ、光の波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ
＝０，±１，±２，・・・）とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝ｍλ （ｎs−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ を略満足することを特徴とするので、波長λの光に対し
て最大の消光比（偏光分離度）を与えることができる。
また、上記の条件により、０次光が格子ベクトル方向の
偏波、±１次回折光がこれと垂直な方向の偏波に分離
し、最も消光比の高い条件となる。
３または４記載の偏光分離素子において、高分子複屈折
膜からなる周期的凹凸格子の格子ベクトル方向の偏波に
対する屈折率をｎp、これと垂直方向の偏波に対する屈
折率をｎsとし、等方性オーバーコート層の屈折率を
ｎ1、高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子の凹凸深
さをｈ、光の波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ
＝０，±１，±２，・・・）とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝ｍλ （ｎs−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ を略満足することを特徴とするので、波長λの光に対し
て最大の消光比（偏光分離度）を与えることができる。
また、上記の条件により、０次光が格子ベクトル方向の
偏波、±１次回折光がこれと垂直な方向の偏波に分離
し、最も消光比の高い条件となる。
【００４５】請求項６に係る発明では、請求項１，２，
３または４記載の偏光分離素子において、高分子複屈折
膜からなる周期的凹凸格子の格子ベクトル方向の偏波に
対する屈折率をｎp、これと垂直方向の偏波に対する屈
折率をｎsとし、等方性オーバーコート層の屈折率を
ｎ1、高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子の凹凸深
さをｈ、光の波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ
＝０，±１，±２，・・・）とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ （ｎs−ｎ1）ｈ＝ｍλ を略満足することを特徴とするので、波長λの光に対し
て最大の消光比（偏光分離度）を与えることができる。
また、上記の条件により、請求項５とは逆に、０次光が
格子ベクトルと垂直方向の偏波、±１次回折光が格子ベ
クトル方向の偏波となる場合に最大の消光比を持たせら
れる。
３または４記載の偏光分離素子において、高分子複屈折
膜からなる周期的凹凸格子の格子ベクトル方向の偏波に
対する屈折率をｎp、これと垂直方向の偏波に対する屈
折率をｎsとし、等方性オーバーコート層の屈折率を
ｎ1、高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子の凹凸深
さをｈ、光の波長をλ、ｍを０を含む正負の自然数（ｍ
＝０，±１，±２，・・・）とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ （ｎs−ｎ1）ｈ＝ｍλ を略満足することを特徴とするので、波長λの光に対し
て最大の消光比（偏光分離度）を与えることができる。
また、上記の条件により、請求項５とは逆に、０次光が
格子ベクトルと垂直方向の偏波、±１次回折光が格子ベ
クトル方向の偏波となる場合に最大の消光比を持たせら
れる。
【００４６】請求項７に係る発明では、直交する２つの
偏光成分を分離するため、透明基板上に入射光の異なる
偏光面に対し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子
として装荷され、さらにその上に等方性オーバーコート
層が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交する偏
光を０次光と回折光に分離する偏光分離素子の作成方法
であって、前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この
高分子複屈折膜の上に感光性樹脂（フォトレジスト）か
らなる周期的パターンを形成し、この感光性樹脂からな
る周期的パターンをエッチングマスクとしてドライエッ
チングを行い、高分子複屈折膜の周期的凹凸格子構造を
形成した後、前記感光性樹脂マスクを除去し、その後、
高分子複屈折膜上部に等方性オーバーコート層を形成す
ることを特徴とするので、比較的簡単な工程で長時間を
かけずに偏光分離素子を作成することができる。
偏光成分を分離するため、透明基板上に入射光の異なる
偏光面に対し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子
として装荷され、さらにその上に等方性オーバーコート
層が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交する偏
光を０次光と回折光に分離する偏光分離素子の作成方法
であって、前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この
高分子複屈折膜の上に感光性樹脂（フォトレジスト）か
らなる周期的パターンを形成し、この感光性樹脂からな
る周期的パターンをエッチングマスクとしてドライエッ
チングを行い、高分子複屈折膜の周期的凹凸格子構造を
形成した後、前記感光性樹脂マスクを除去し、その後、
高分子複屈折膜上部に等方性オーバーコート層を形成す
ることを特徴とするので、比較的簡単な工程で長時間を
かけずに偏光分離素子を作成することができる。
【００４７】請求項８に係る発明では、直交する２つの
偏光成分を分離するため、透明基板上に入射光の異なる
偏光面に対し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子
として装荷され、さらにその上に等方性オーバーコート
層が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交する偏
光を０次光と回折光に分離する偏光分離素子の作成方法
であって、前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この
高分子複屈折膜の上に金属からなる周期的パターンを形
成し、この金属からなる周期的パターンをエッチングマ
スクとしてドライエッチングを行い、高分子複屈折膜の
周期的凹凸格子構造を形成した後、前記金属マスクを除
去し、その後、高分子複屈折膜上部に等方性オーバーコ
ート層を形成することを特徴とするので、比較的簡単な
工程で長時間をかけずに偏光分離素子を作成することが
でき。
偏光成分を分離するため、透明基板上に入射光の異なる
偏光面に対し屈折率が異なる複屈折膜が周期的凹凸格子
として装荷され、さらにその上に等方性オーバーコート
層が被覆あるいは装荷されており、入射光の直交する偏
光を０次光と回折光に分離する偏光分離素子の作成方法
であって、前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この
高分子複屈折膜の上に金属からなる周期的パターンを形
成し、この金属からなる周期的パターンをエッチングマ
スクとしてドライエッチングを行い、高分子複屈折膜の
周期的凹凸格子構造を形成した後、前記金属マスクを除
去し、その後、高分子複屈折膜上部に等方性オーバーコ
ート層を形成することを特徴とするので、比較的簡単な
工程で長時間をかけずに偏光分離素子を作成することが
でき。
【００４８】請求項９，１０に係る発明では、請求項７
または８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記
高分子複屈折膜は、製膜時に有機高分子膜（例えばポリ
カーボネイト（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチ
レン、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフ
ォン（ＰＥＳ）、ポリイミドなどの有機高分子材料）を
延伸して作成した延伸化高分子複屈折膜であることを特
徴とするので、比較的簡単な工程で長時間をかけずに偏
光分離素子を作成することができ、また材料のコストも
低いので、低コストに偏光分離素子を作成することがで
きる。
または８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記
高分子複屈折膜は、製膜時に有機高分子膜（例えばポリ
カーボネイト（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチ
レン、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフ
ォン（ＰＥＳ）、ポリイミドなどの有機高分子材料）を
延伸して作成した延伸化高分子複屈折膜であることを特
徴とするので、比較的簡単な工程で長時間をかけずに偏
光分離素子を作成することができ、また材料のコストも
低いので、低コストに偏光分離素子を作成することがで
きる。
【００４９】請求項１１に係る発明では、請求項７また
は８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記高分
子複屈折膜は、ポリイミドを加熱しながら延伸して作成
したポリイミド複屈折膜であることを特徴とするので、
比較的簡単な工程で長時間をかけずに偏光分離素子を作
成することができ、また材料のコストが低く、耐熱性も
あるので、低コストに耐熱性に優れる偏光分離素子を作
成することができる。
は８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記高分
子複屈折膜は、ポリイミドを加熱しながら延伸して作成
したポリイミド複屈折膜であることを特徴とするので、
比較的簡単な工程で長時間をかけずに偏光分離素子を作
成することができ、また材料のコストが低く、耐熱性も
あるので、低コストに耐熱性に優れる偏光分離素子を作
成することができる。
【００５０】請求項１２に係る発明では、請求項７また
は８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記等方
性オーバーコート層は、高分子複屈折膜の上に等方性樹
脂を被覆して形成するか、あるいは、高分子複屈折膜の
上に透明基板を等方性樹脂接着剤で接着して形成するこ
とを特徴とするので、等方性オーバーコート層の形成が
容易で、かつ低コストに形成でき、低コストに偏光分離
素子を作成することができる。また、両面が平坦化され
た偏光分離素子を作成することができる。
は８記載の偏光分離素子の作成方法において、前記等方
性オーバーコート層は、高分子複屈折膜の上に等方性樹
脂を被覆して形成するか、あるいは、高分子複屈折膜の
上に透明基板を等方性樹脂接着剤で接着して形成するこ
とを特徴とするので、等方性オーバーコート層の形成が
容易で、かつ低コストに形成でき、低コストに偏光分離
素子を作成することができる。また、両面が平坦化され
た偏光分離素子を作成することができる。
【図１】本発明に係る偏光分離素子の構成例を示す部分
断面図である。
断面図である。
【図２】図１に示す構成の偏光分離素子の動作の一実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】図１に示す構成の偏光分離素子の動作の別の実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
【図４】本発明に係る偏光分離素子の別の構成例を示す
部分断面図である。
部分断面図である。
【図５】図１に示す構成の偏光分離素子の要部を部分的
に拡大して示す図である。
に拡大して示す図である。
【図６】本発明に係る偏光分離素子の作成方法の一例を
示す工程説明図である。
示す工程説明図である。
【図７】本発明に係る偏光分離素子のさらに別の構成例
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
【図８】本発明に係る偏光分離素子のさらに別の構成例
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
【図９】本発明に係る偏光分離素子の作成方法の別の例
を示す工程説明図である。
を示す工程説明図である。
【図１０】ポリイミド複屈折膜の作成方法の説明図であ
る。
る。
１，１’，１”：偏光分離素子 ２：透明基板 ３：高分子複屈折膜（延伸された有機高分子膜） ３’：ポリイミド複屈折膜 ４：等方性オーバーコート層 ５：接着層 ６：フォトレジスト ６’：フォトレジストマスク（フォトレジストの周期的
格子パターン） ７：等方性樹脂接着層 ８：透明基板 ９：金属層 ９’：金属マスク（金属層の周期的格子パターン）
格子パターン） ７：等方性樹脂接着層 ８：透明基板 ９：金属層 ９’：金属マスク（金属層の周期的格子パターン）
Claims (12)
- 【請求項１】直交する２つの偏光成分を分離するため、
透明基板上に入射光の異なる偏光面に対し屈折率が異な
る複屈折膜が周期的凹凸格子として装荷され、さらにそ
の上に等方性オーバーコート層が被覆あるいは装荷され
ており、入射光の直交する偏光を０次光と回折光に分離
する偏光分離素子において、 前記複屈折膜が高分子複屈折膜からなることを特徴とす
る偏光分離素子。 - 【請求項２】請求項１記載の偏光分離素子において、前
記高分子複屈折膜が、延伸された有機高分子膜で形成さ
れていることを特徴とする偏光分離素子。 - 【請求項３】請求項２記載の偏光分離素子において、前
記延伸された有機高分子膜は、ポリカーボネイト（Ｐ
Ｃ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリメタクリ
ル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリサルフォ
ン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポ
リイミドなどの有機高分子材料からなることを特徴とす
る偏光分離素子。 - 【請求項４】請求項１記載の偏光分離素子において、前
記高分子複屈折膜が、加熱延伸されたポリイミド複屈折
膜で形成されていることを特徴とする偏光分離素子。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４記載の偏光分離
素子において、高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子
の格子ベクトル方向の偏波に対する屈折率をｎp、これ
と垂直方向の偏波に対する屈折率をｎsとし、等方性オ
ーバーコート層の屈折率をｎ1、高分子複屈折膜からな
る周期的凹凸格子の凹凸深さをｈ、光の波長をλ、ｍを
０を含む正負の自然数（ｍ＝０，±１，±２，・・・）
とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝ｍλ （ｎs−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ を略満足することを特徴とする偏光分離素子。 - 【請求項６】請求項１，２，３または４記載の偏光分離
素子において、高分子複屈折膜からなる周期的凹凸格子
の格子ベクトル方向の偏波に対する屈折率をｎp、これ
と垂直方向の偏波に対する屈折率をｎsとし、等方性オ
ーバーコート層の屈折率をｎ1、高分子複屈折膜からな
る周期的凹凸格子の凹凸深さをｈ、光の波長をλ、ｍを
０を含む正負の自然数（ｍ＝０，±１，±２，・・・）
とするとき、次の条件、 （ｎp−ｎ1）ｈ＝（ｍ＋１／２）λ （ｎs−ｎ1）ｈ＝ｍλ を略満足することを特徴とする偏光分離素子。 - 【請求項７】直交する２つの偏光成分を分離するため、
透明基板上に入射光の異なる偏光面に対し屈折率が異な
る複屈折膜が周期的凹凸格子として装荷され、さらにそ
の上に等方性オーバーコート層が被覆あるいは装荷され
ており、入射光の直交する偏光を０次光と回折光に分離
する偏光分離素子の作成方法であって、 前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この高分子複屈
折膜の上に感光性樹脂からなる周期的パターンを形成
し、この感光性樹脂からなる周期的パターンをエッチン
グマスクとしてドライエッチングを行い、高分子複屈折
膜の周期的凹凸格子構造を形成した後、前記感光性樹脂
マスクを除去し、その後、高分子複屈折膜上部に等方性
オーバーコート層を形成することを特徴とする偏光分離
素子の作成方法。 - 【請求項８】直交する２つの偏光成分を分離するため、
透明基板上に入射光の異なる偏光面に対し屈折率が異な
る複屈折膜が周期的凹凸格子として装荷され、さらにそ
の上に等方性オーバーコート層が被覆あるいは装荷され
ており、入射光の直交する偏光を０次光と回折光に分離
する偏光分離素子の作成方法であって、 前記複屈折膜に高分子複屈折膜を用い、この高分子複屈
折膜の上に金属からなる周期的パターンを形成し、この
金属からなる周期的パターンをエッチングマスクとして
ドライエッチングを行い、高分子複屈折膜の周期的凹凸
格子構造を形成した後、前記金属マスクを除去し、その
後、高分子複屈折膜上部に等方性オーバーコート層を形
成することを特徴とする偏光分離素子の作成方法。 - 【請求項９】請求項７または８記載の偏光分離素子の作
成方法において、前記高分子複屈折膜は、製膜時に有機
高分子膜を延伸して作成した延伸化高分子複屈折膜であ
ることを特徴とする偏光分離素子の作成方法。 - 【請求項１０】請求項９記載の偏光分離素子の作成方法
において、前記有機高分子膜は、ポリカーボネイト（Ｐ
Ｃ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリメタクリ
ル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリサルフォ
ン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポ
リイミドなどの有機高分子材料からなることを特徴とす
る偏光分離素子の作成方法。 - 【請求項１１】請求項７または８記載の偏光分離素子の
作成方法において、前記高分子複屈折膜は、ポリイミド
を加熱しながら延伸して作成したポリイミド複屈折膜で
あることを特徴とする偏光分離素子の作成方法。 - 【請求項１２】請求項７または８記載の偏光分離素子の
作成方法において、前記等方性オーバーコート層は、高
分子複屈折膜の上に等方性樹脂を被覆して形成するか、
あるいは、高分子複屈折膜の上に透明基板を等方性樹脂
接着剤で接着して形成することを特徴とする偏光分離素
子の作成方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25573498A JP3686537B2 (ja) | 1998-06-16 | 1998-09-09 | 偏光分離素子及びその偏光分離素子の作成方法 |
| US09/379,912 US6072579A (en) | 1998-08-27 | 1999-08-24 | Optical pickup apparatus having improved holographic optical element and photodetector |
| US09/494,549 US6618344B1 (en) | 1998-08-27 | 2000-01-31 | Optical pickup apparatus having improved holographic optical element and photodetector |
| US10/621,465 US20040017760A1 (en) | 1998-08-27 | 2003-07-18 | Optical pickup apparatus having improved holographic optical element and photodetector |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16853798 | 1998-06-16 | ||
| JP10-168537 | 1998-06-16 | ||
| JP25573498A JP3686537B2 (ja) | 1998-06-16 | 1998-09-09 | 偏光分離素子及びその偏光分離素子の作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000075130A true JP2000075130A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3686537B2 JP3686537B2 (ja) | 2005-08-24 |
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ID=26492204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25573498A Expired - Fee Related JP3686537B2 (ja) | 1998-06-16 | 1998-09-09 | 偏光分離素子及びその偏光分離素子の作成方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3686537B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003084134A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-19 | Ricoh Co Ltd | 偏光分離素子の作製方法 |
| US7110180B2 (en) | 2002-10-09 | 2006-09-19 | Ricoh Company, Ltd. | Diffraction grating, method of fabricating diffraction optical element, optical pickup device, and optical disk drive |
| US7164532B2 (en) | 2002-04-19 | 2007-01-16 | Ricoh Company, Ltd. | Diffraction grating, light source unit applying the same therein, and optical head device employing the same |
| JP2013210589A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Nagoya Univ | 回折格子およびその製造方法、光導波路 |
-
1998
- 1998-09-09 JP JP25573498A patent/JP3686537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003084134A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-19 | Ricoh Co Ltd | 偏光分離素子の作製方法 |
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| US7110180B2 (en) | 2002-10-09 | 2006-09-19 | Ricoh Company, Ltd. | Diffraction grating, method of fabricating diffraction optical element, optical pickup device, and optical disk drive |
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