JP2002267836A

JP2002267836A - 偏光分離素子

Info

Publication number: JP2002267836A
Application number: JP2001066530A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Azuma; 康弘東
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】低粘度のオーバーコート剤を使用しても、オ
ーバーコート層の厚さを均一に保つと共に、オーバーコ
ート層の部分的な接着力の低下を防止することができ、
しかも、偏光分離素子としての機能の均一性を上げて信
頼性を向上させた偏光分離素子を低コストで提供する。【解決手段】透明基板２、接着剤層５、同一平面に周
期的凹凸格子が形成された複屈折膜３、オーバーコート
層４、及び、透明基板２を順次有する偏光分離素子１０
において、オーバーコート層４中にその厚さを均一に制
御するスペーサー６を存在させる。前記スペーサー６
は、好ましくは、均一な粒径の粒子である。そして、前
記粒子の粒子径は、好ましくは、前記凹凸格子における
凹凸のピッチの２倍以上であって、１００μｍ以下であ
る。また、前記粒子の散布量は、好ましくは、５０〜３
００個/ｍｍ² である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク用ピッ
クアップ等において用いられる偏光分離素子に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク用ピックアップの小型
化を目的とした薄型のピックアップ用偏光分離素子とし
て複屈折回折格子型偏光板が提案されている。即ち、ニ
オブ酸リチウムの複屈折光学結晶体を用いて基板を形成
し、これに周期的パターンでプロトンイオン交換を施し
てプロトンイオン交換領域を形成した後、このプロトン
イオン交換領域上に誘電体膜を装荷して複屈折回折格子
型偏光板とすること（特開昭６３−３１４５０２号公
報）が提案されているが、この複屈折回折格子型偏光板
は、(イ) その作製に時間がかかること、(ロ) 光学結晶を
用いるので製造コストが高くなること、等の問題があっ
た。

【０００３】かかる問題を解決するために、透明基板上
に同一平面に周期的凹凸格子を有する複屈折膜を形成
し、その上に、等方性のオーバーコート層を被覆あるい
は装荷した複屈折回折格子型偏光板（特開平１０−３０
２２９１号公報、特開２０００−７５１３０号公報）が
提案された。これらの複屈折回折格子型偏光板の中に
は、両面の平坦性を向上させた構成となっているものも
ある。

【０００４】図３は、従来の複屈折回折格子型偏光板の
断面図である。図３において、１００は、従来の複屈折
回折格子型偏光板である。従来の複屈折回折格子型偏光
板１００においては、ガラスやプラスチック等の透明基
板１０２上に同一平面に周期的凹凸格子が形成された複
屈折膜１０３が接着剤層１０５により接着され、その複
屈折膜１０３の周期的凹凸格子を有する面が等方性のオ
ーバーコート層１０４で覆われ、そして、別の透明基板
１０２が接着層としても兼ねるオーバーコート層１０４
によって接着されている。それ故、この複屈折回折格子
型偏光板１００は、素子として強度があり、かつ、生産
性の高いものとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の偏光分離素
子においては、周期的凹凸格子中をオーバーコート剤で
充填しなければならないために、使用するオーバーコー
ト剤は低粘度である必要があるが、低粘度のオーバーコ
ート剤を使用する場合には、オーバーコート層の厚さを
均一かつ一定厚以上にすることがきわめて困難となると
いう問題があった。そして、オーバーコート層は、透明
基板との接着層としての機能も必要であるところ、その
接着層に部分的に薄いところができると、部分的な接着
力の低下が起こるという問題があった。特に、複屈折膜
に高分子膜を使用した場合は接着層の厚さ不足は接着力
低下に大きく影響する。また、オーバーコート層の厚さ
がばらつくと、素子としての機能にもばらつきが生じ
て、製品の信頼性が低下するという問題があった。さら
に、生産性にも問題があった。

【０００６】本発明は、かかる問題を解決することを目
的としている。即ち、本発明は、低粘度のオーバーコー
ト剤を使用しても、オーバーコート層の厚さを均一に保
つと共に、オーバーコート層の部分的な接着力の低下を
防止することができ、しかも、偏光分離素子としての機
能の均一性を上げて信頼性を向上させた偏光分離素子を
低コストで提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】透明基板、接着剤層、同
一平面に周期的凹凸格子が形成された複屈折膜、オーバ
ーコート層、及び、透明基板を順次有する偏光分離素子
において、そのオーバーコート層に着目して、該オーバ
ーコート層中にその厚さを均一に制御するスぺーサーを
存在させたところ、低粘度のオーバーコート剤を使用し
ても、オーバーコート層の厚さを均一に保つと共に、オ
ーバーコート層の部分的な接着力の低下を防止すること
ができ、しかも、偏光分離素子としての機能の均一性を
上げて信頼性を向上させた偏光分離素子を低コストで提
供することができることを見出して本発明を完成するに
至った。

【０００８】即ち、請求項１に記載された発明は、上記
目的を達成するために、透明基板、接着剤層、同一平面
に周期的凹凸格子が形成された複屈折膜、オーバーコー
ト層、及び、透明基板を順次有する偏光分離素子におい
て、オーバーコート層中にその厚さを均一に制御するス
ぺーサーを存在させたことを特徴とする偏光分離素子で
ある。請求項２に記載された発明は、請求項１に記載さ
れた発明において、スペーサーが均一な粒径の粒子であ
ることを特徴とするものである。請求項３に記載された
発明は、請求項２に記載された発明において、粒子の粒
子径が前記周期的凹凸格子における凹凸のピッチの２倍
以上であって、１００μｍ以下であることを特徴とする
ものである。

【０００９】請求項４に記載された発明は、請求項１〜
３のいずれかに記載された発明において、スペーサーの
屈折率（ｎ）がオーバーコート層の屈折率の±０．０５
の範囲であることを特徴とするものである。請求項５に
記載された発明は、請求項２〜４のいずれかに記載され
た発明において、粒子の散布量が５０〜３００個/ｍｍ²
であることを特徴とするものである。請求項６に記載
された発明は、請求項１〜５のいずれかに記載された発
明において、スペーサーがアクリル系樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリエステル系樹脂、及び、ポリスチレン系樹
脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂材料で構成されて
いることを特徴とするものである。

【００１０】請求項７に記載された発明は、請求項１〜
６のいずれかに記載された発明において、スペーサーの
密度がオーバーコート層の密度の±１０％であることを
特徴とするものである。請求項８に記載された発明は、
請求項１〜７のいずれかに記載された発明において、オ
ーバーコート層がアクリル系樹脂又はエポキシ系樹脂で
構成されていることを特徴とするものである。請求項９
に記載された発明は、請求項１〜８のいずれかに記載さ
れた発明において、複屈折膜が高分子膜で形成されてい
ることを特徴とするものである。

【００１１】請求項１０に記載された発明は、請求項９
に記載された発明において、高分子膜がポリカーボネー
ト、ポリビニルアルコール、ポリメタアクリル酸メチ
ル、ポリスチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルスル
フォン、ポリイミド等の透明な樹脂材料で構成されてい
ることを特徴とするものである。請求項１１に記載され
た発明は、請求項９又は１０に記載された発明におい
て、高分子膜が延伸されて配向されていることを特徴と
するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態を
示す偏光分離素子の断面図であり、そして、図２は、本
発明の一実施の形態を示す偏光分離素子の製造過程にお
ける積層体の断面図である。

【００１３】図１において、１０は偏光分離素子であ
る。偏光分離素子１０は、透明基板２、接着剤層５、同
一平面に周期的凹凸格子が形成された複屈折膜３、オー
バーコート層４、及び、透明基板２を順次有している。
前記オーバーコート層４中には、その厚さを均一に制御
するスぺーサー６が存在している。

【００１４】本発明は、このように、透明基板２、接着
剤層５、同一平面に周期的凹凸格子が形成された複屈折
膜３、オーバーコート層４、及び、透明基板２を順次有
する偏光分離素子において、オーバーコート層４中にそ
の厚さを均一に制御するスペーサー６を存在させたの
で、低粘度のオーバーコート剤を使用しても、オーバー
コート層４の厚さを均一に保つと共に、オーバーコート
層４の部分的な接着力の低下を防止することができ、し
かも、偏光分離素子としての機能の均一性を上げて信頼
性を向上させた偏光分離素子１０を低コストで提供する
ことができる。

【００１５】本発明におけるスペーサー６は、好ましく
は、均一な粒径の粒子である。本発明におけるスペーサ
ー６は、このように均一な粒径の粒子であるので、(1)
凹凸格子が形成されている複屈折膜３と上面の透明基板
２との接触面が小さくなること、(2) 凹凸格子の凹部へ
のオーバーコート剤の充填を妨げないこと、及び、(3)
オーバーコート剤への分散性が良好であること、といっ
た利点がある。

【００１６】前記粒子の粒子径は、好ましくは、前記周
期的凹凸格子における凹凸のピッチの２倍以上であっ
て、１００μｍ以下であり、さらに好ましくは、回折格
子の５倍以上かつ５０μｍ以下である。その理由は、次
のとおりである。即ち、粒子の粒子径が回折格子ピッチ
の２倍以下であると、粒子が凹部に入り込み易くなるの
で、オーバーコート剤の充填の妨げになり、そのため
に、粒子がオーバーコート層４中に均一に分散しにくく
なる。そして、粒子の粒子径が１００μｍ以上になる
と、充填するオーバーコート剤の量が増えるので生産性
が低下し、また、オーバーコート層の均一性の制御が困
難になる。

【００１７】スペーサー６の屈折率とオーバーコート層
４の屈折率との差が大きくなりすぎると、偏光分離素子
としての機能に影響をおよぼすこととなるので、スペー
サー６の屈折率（ｎ）は、好ましくは、オーバーコート
層４の屈折率の±０．０５の範囲である。

【００１８】スペーサー６を構成する粒子の散布量が、
５０個以下ではオーバーコート層４の厚さを十分に均一
にすることができず、また、３００個以上ではスペーサ
ー６の凝集が起こりやすくなって凹凸格子の凹部へのオ
ーバーコート剤の充填を妨げることになるので、スペー
サー６を構成する粒子の散布量は、好ましくは、５０〜
３００個／ｍｍ² であるが、さらに好ましくは、１００
〜２００個／ｍｍ² である。

【００１９】スペーサー６は、好ましくは、アクリル系
樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル系樹脂、及び、
ポリスチレン系樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂
材料で構成されるが、それらの中でも、屈折率の制御性
及び透明性を考慮すると、さらに好ましくは、ポリカー
ボネート及びアクリル系樹脂で構成される。

【００２０】スペーサー６は、ホットメルト系接着剤、
熱硬化製樹脂、ＵＶ硬化樹脂等をコーティングしたもの
であってもかまわない。スペーサー６の密度とオーバー
コート層４の密度との差が±１０％以上である場合に
は、スペーサー６は、凝集しやすくなり、オーバーコー
ト層４を形成するオーバーコート剤中に均一に分散しに
くくなるので、オーバーコート層４の厚さを制御するこ
とが困難になる。それ故、スペーサー６の密度は、オー
バーコート層の密度の±１０％であることが好ましい。

【００２１】本発明におけるオーバーコート層４は、好
ましくは、アクリル系樹脂又はエポキシ系樹脂で構成さ
れている。アクリル系樹脂又はエポキシ系樹脂は、(1)
粘性の制御が容易であること、(2) 接着力が大きいこ
と、(3) 透明性が良いこと、等のために、オーバーコー
ト層４を構成する樹脂に適している。

【００２２】本発明における複屈折膜３は、大面積で且
つ大量に低コストで作成することを考慮すると、高分子
膜で形成されていることが好ましい。かかる高分子膜
は、例えば、ポリカーボネート、ポリビニルアルコー
ル、ポリメタアクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリサ
ルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリイミド等の透
明な樹脂材料で構成されている。また、かかる高分子膜
は、特性の均一性を考慮すると、延伸されて配向されて
いることが好ましい。

【００２３】

【実施例】以下、実施例と比較例とを示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。（実施例１）図２に示すように、透明基板２に接着剤層
５を設け、これに３．０μｍピッチの周期的凹凸格子が
形成された高分子膜よりなる複屈折膜３を貼り合わせし
た後、減圧下にて一体化させて積層体２０とした。そし
て、この積層体２０の複屈折膜３の上面に、球径２０μ
ｍのポリスチレン球状粒子の表面にポリオレフィン系ホ
ットメルトタイプの接着剤を０．２μｍ厚でコーティン
グした粒子、即ち、スぺーサーを、散布ノズルで吹き付
けて散布した。前記スペーサ−を構成する粒子の散布量
は、１００±２０個／ｍｍ² であった。次に、前記スペ
ーサーを散布した基板を１４０℃で１０分間ベーキング
を行なって、該スペーサーを複屈折膜の凹凸格子の先端
部分に接着した。続いて、このスペーサーが接着された
複屈折膜３の上面にオーバーコート層となる低粘度のオ
ーバーコート剤、即ち、アクリル系紫外線硬化樹脂溶液
をボッティングし、その上から透明基板をのせ加圧し、
紫外線を照射した後、１００℃で１０分間ベーキングし
て、偏光分離素子（図１参照）を作製した。この偏光分
離素子におけるオーバーコート層の厚さは、２０±５μ
ｍであった。

【００２４】（実施例２）実施例１と同様にして積層体
２０を形成した。この積層体２０の複屈折膜３の上面
に、球径３０μｍのポリカーボネート球状粒子の表面に
ポリオレフィン系ホットメルトタイプの接着剤を０．２
μｍ厚でコーティングした粒子、即ち、スぺーサーを、
散布ノズルで吹き付けて散布した。前記スペーサーを構
成する粒子の散布量は、９０±２０個／ｍｍ² であっ
た。次に、前記スペーサーを散布した基板を１４０℃で
１０分間ベーキングを行なって、該スペーサーを複屈折
膜の凹凸格子の先端部分に接着した。さらに、このスペ
ーサーが接着された複屈折膜３の上面にオーバーコート
層となる低粘度のオーバーコート剤、即ち、アクリル系
紫外線硬化樹脂溶液をボッティングし、その上から透明
基板をのせ加圧し、紫外線を照射した後、１００℃で１
０分間ベーキングして、偏光分離素子（図１参照）を作
製した。この偏光分離素子におけるオーバーコート層の
厚さは、３０±５μｍであった。

【００２５】（実施例３）実施例１と同様にして積層体
２０を形成した。この積層体２０の複屈折膜３の上面
に、球径２０μｍのポリカーボネート球状粒子の表面に
ポリオレフィン系ホットメルトタイプの接着剤を０．２
μｍ厚でコーティングした粒子、即ち、スぺーサーを、
散布ノズルで吹き付けて散布した。前記スペーサーを構
成する粒子の散布量は、１００±３０個／ｍｍ² であっ
た。次に、前記スペーサーを散布した基板を１４０℃で
１０分間ベーキングを行なって、該スペーサーを複屈折
膜の凹凸格子の先端部分に接着した。さらに、このスペ
ーサーが接着された複屈折膜３の上面にオーバーコート
層となる低粘度のオーバーコート剤、即ち、アクリル系
紫外線硬化樹脂溶液をボッティングし、その上から透明
基板をのせ加圧し、紫外線を照射した後、１００℃で１
０分間ベーキングして、偏光分離素子（図１参照）を作
製した。この偏光分離素子におけるオーバーコート層の
厚さは、２０±５μｍであった。

【００２６】（比較例１）スペーサーを使用しない以外
は、実施例１と同様の方法で偏光分離素子を作製した。
この偏光分離素子におけるオーバーコート層の厚さは、
２〜２０μｍであった。

【００２７】（比較例２）スペーサーを使用せず、高粘
度のオーバーコート剤を使用した以外は、実施例１と同
様の方法で偏光分離素子を作製した。この偏光分離素子
におけるオーバーコート層の厚さは、５０〜１００μｍ
であった。

【００２８】以上、実施例１〜３及び比較例１〜２で作
成した偏光分離素子のオーバーコート層の厚さの均一性、光学特性、及び、信頼性（７０℃９５％ＲＨの環境下、２００時間保持
した後の外観について比較評価）について評価した。評価基準は、次のとおりとした。即
ち、オーバーコート層の厚さの均一性については、±20
％以内を○とし、光学特性については、一次光の回折効
率が３５％以上のものを○とし、そして、信頼性につい
ては、接着剤面と透明基板及び複屈折膜との界面に剥離
や浮きがまったく生じなかったものを○とし、剥離や浮
き等が生じたものを×とした。評価結果は、次の表１に
示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、オーバーコート層中に
その厚さを均一に制御するスペーサーを存在させたの
で、低粘度のオーバーコート剤を使用しても、オーバー
コート層の厚さを均一に保つと共に、オーバーコート層
の部分的な接着力の低下を防止することができ、しか
も、偏光分離素子としての機能の均一性を上げて信頼性
を向上させた偏光分離素子を低コストで提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す偏光分離素子の断
面図である。

【図２】本発明の一実施の形態を示す偏光分離素子の製
造過程における積層体の断面図である。

【図３】従来の複屈折回折格子型偏光板の断面図であ
る。

【符号の説明】

１偏光分離素子２透明基板３複屈折膜４オーバーコート層５接着剤層６スペーサー１０偏光分離素子２０積層体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板、接着剤層、同一平面に周期的
凹凸格子が形成された複屈折膜、オーバーコート層、及
び、透明基板を順次有する偏光分離素子において、オー
バーコート層中にその厚さを均一に制御するスペーサー
を存在させたことを特徴とする偏光分離素子。
【請求項２】スペーサーが均一な粒径の粒子であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の偏光分離素子。
【請求項３】粒子の粒子径が前記周期的凹凸格子にお
ける凹凸のピッチの２倍以上であって、１００μｍ以下
であることを特徴とする請求項２に記載の偏光分離素
子。
【請求項４】スペーサーの屈折率（ｎ）がオーバーコ
ート層の屈折率の±０．０５の範囲であることを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載の偏光分離素子。
【請求項５】粒子の散布量が５０〜３００個/ｍｍ²
であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載
の偏光分離素子。
【請求項６】スペーサーがアクリル系樹脂、ポリカー
ボネート、ポリエステル系樹脂、及び、ポリスチレン系
樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂材料で構成され
ていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
の偏光分離素子。
【請求項７】スペーサーの密度がオーバーコート層の
密度の±１０％であることを特徴とする請求項１〜６の
いずれかに記載の偏光分離素子。
【請求項８】オーバーコート層がアクリル系樹脂又は
エポキシ系樹脂で構成されていることを特徴とする請求
項１〜７のいずれかに記載の偏光分離素子。
【請求項９】複屈折膜が高分子膜で形成されているこ
とを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の偏光分
離素子。
【請求項１０】高分子膜がポリカーボネート、ポリビ
ニルアルコール、ポリメタアクリル酸メチル、ポリスチ
レン、ポリサルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリ
イミド等の透明な樹脂材料で構成されていることを特徴
とする請求項９に記載の偏光分離素子。
【請求項１１】高分子膜が延伸されて配向されている
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の偏光分離素
子。