JP2003021719A - Polarized light diffraction element and producing method thereof - Google Patents

Polarized light diffraction element and producing method thereof

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JP2003021719A
JP2003021719A JP2001207799A JP2001207799A JP2003021719A JP 2003021719 A JP2003021719 A JP 2003021719A JP 2001207799 A JP2001207799 A JP 2001207799A JP 2001207799 A JP2001207799 A JP 2001207799A JP 2003021719 A JP2003021719 A JP 2003021719A
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Japan
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polarization
overcoat layer
birefringent film
transparent substrate
diffraction
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Yasuhiro Azuma
康弘 東
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a polarized light diffraction element whose adhesion force is strengthened. SOLUTION: In the polarized light diffraction element wherein the diffraction efficiency depends on the polarization direction and which has a first transparent substrate 1, a double refraction film 3 having a diffraction grating formed as a periodically rugged grating and adhering onto the first transparent substrate 1 via an adhesion layer 2, an overcoat layer 4 formed on the double refraction film and a second transparent substrate 5 adhering onto the overcoat layer 4 using the overcoat layer 4 as an adhesion layer, an adhesion strengthening part 6 is formed at least at a part on the periphery of the device as the part free from the adhesion layer and the double refraction film between the first and the second transparent substrates and the first and the second transparent substrates strongly adhere to each other by filling the adhesion strengthening part 6 with the material of the overcoat layer 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、偏光回折素子お
よびその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polarization diffraction element and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】偏光回折素子は、偏光方向によって回折
効率が異なる回折素子であり、例えば、光ピックアップ
装置において、光源から光ディスクへ向う光束の光路
と、光ディスクからの戻り光束を光検出部へ導く光路と
を分離するのに用いられる。
2. Description of the Related Art A polarization diffractive element is a diffractive element having different diffraction efficiency depending on the polarization direction. For example, in an optical pickup device, an optical path of a light beam directed from a light source to an optical disk and a return light beam from the optical disk are guided to a photodetection section. It is used to separate from the optical path.

【0003】複屈折型の偏光回折素子として、透明基板
上に周期的凹凸格子を有する複屈折膜を接着し、その上
に等方性のオーバコート層を形成したものが提案されて
いる(特開平10−302291号公報、特開2000
―75130号公報)。
As a birefringent polarization diffractive element, there has been proposed one in which a birefringent film having a periodic concave-convex grating is bonded on a transparent substrate and an isotropic overcoat layer is formed thereon ( Kahei 10-302291, JP 2000
-75130 publication).

【0004】これら公報に記載された偏光回折素子は、
簡単な工程で安価に作製でき、複屈折膜材料として高分
子複屈折材料を用いた構成のものは、材料コストも比較
的安価で、大量生産が容易である。
The polarization diffraction elements described in these publications are
The structure can be manufactured at low cost by a simple process, and the material cost of the birefringent film material using the polymer birefringent material is relatively low, and mass production is easy.

【0005】さらに上記偏光回折素子を改良して素子両
面の平坦性を高め、良好な光学特性と、機械的強度の向
上を図ったものとして、図1に示す如きものが意図され
ている。図1に断面図を示す偏光回折素子は、ガラスや
プラスチック等による第1の透明基板1上に、周期的凹
凸格子が形成された複屈折膜3を接着層2により接着
し、複屈折膜3上に等方性のオーバコート層4を形成
し、このオーバコート層4を接着層として第2の透明基
板5を接着した構成となっている。
Further, the one shown in FIG. 1 is intended to improve the above-mentioned polarization diffractive element to improve the flatness on both sides of the element to achieve good optical characteristics and mechanical strength. In the polarization diffraction element whose cross-sectional view is shown in FIG. 1, a birefringent film 3 having a periodic concavo-convex grating formed thereon is adhered by an adhesive layer 2 on a first transparent substrate 1 made of glass, plastic or the like, and the birefringent film 3 is formed. An isotropic overcoat layer 4 is formed on the upper side, and the second transparent substrate 5 is adhered using the overcoat layer 4 as an adhesive layer.

【0006】このような構成の偏光回折素子は、その両
面が機械的強度に強い透明基板であるため、使用の際に
「素子としての機械的強度」もあり、生産性も高い。し
かしながら、環境変化に対する耐久性の面では問題があ
る。
The polarization diffractive element having such a structure has a "mechanical strength as an element" at the time of use because both surfaces thereof are transparent substrates having high mechanical strength, and the productivity is high. However, there is a problem in terms of durability against environmental changes.

【0007】即ち、複屈折膜3と透明基板1、5の収縮
率、熱膨張率が異なるために温度変化などの環境変化に
より内部応力が発生し、素子周縁部で剥がれが発生し易
い。一般に異種材料の接合面には内部応力が発生し易
く、反りや、それに伴う接着面の剥離等が起こりやす
く、衝撃を与えたときの剥離もおこりやすいため、耐衝
撃性も十分とは言いがたい。
That is, since the birefringent film 3 and the transparent substrates 1 and 5 have different shrinkage rates and thermal expansion rates, internal stress is generated due to environmental changes such as temperature changes, and peeling easily occurs at the peripheral portion of the element. Generally, internal stress is easily generated on the joint surface of dissimilar materials, warpage and accompanying peeling of the adhesive surface are likely to occur, and peeling is also likely to occur when a shock is applied, so impact resistance is not sufficient. I want to.

【0008】この対策として、接着層であるオーバコー
ト層の層厚を厚くして接着力を高めることが有効である
が、単に接着層を厚くした場合は、接着剤硬化時に発生
する接着剤自体の収縮の影響も大きくなるため、接着層
厚を均一にすることが困難になり、使用する接着剤量も
多量となって生産コスト性も悪くなる。
As a countermeasure against this, it is effective to increase the adhesive strength by increasing the thickness of the overcoat layer which is the adhesive layer. However, when the adhesive layer is simply thickened, the adhesive itself generated when the adhesive is cured is generated. Since the effect of shrinkage of the adhesive becomes large, it becomes difficult to make the thickness of the adhesive layer uniform, and the amount of the adhesive used becomes large, resulting in poor production cost.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、回折格子を形成された複屈折膜と第2の透明
基板との接着層として機能するオーバコート層の層厚を
「制御し易い厚さ」としたまま接着力を強化し、接着面
の剥離等が起こり難く、耐衝撃性にも優れた偏光回折素
子の実現を課題とする。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention "controls the layer thickness of an overcoat layer which functions as an adhesive layer between a birefringent film having a diffraction grating and a second transparent substrate. It is an object to realize a polarization diffraction element which has an excellent thickness and is capable of strengthening the adhesive force, peeling off the adhesive surface and the like and having excellent impact resistance.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の偏光回折素子
は「偏光方向により回折効率の異なる偏光回折素子」で
あって、第1の透明基板と、複屈折膜と、オーバコート
層と、第2の透明基板とを有する。
The polarization diffractive element of the present invention is a "polarization diffractive element having a different diffraction efficiency depending on the polarization direction", and includes a first transparent substrate, a birefringent film, an overcoat layer, and 2 transparent substrates.

【0011】「第1および第2の透明基板」は、ガラス
やプラスチック等の透明材料によるものであって、平行
平板状である。
The "first and second transparent substrates" are made of a transparent material such as glass or plastic and have a parallel plate shape.

【0012】「複屈折膜」は、第1の透明基板上に接着
層を介して接着され、接着層と逆の側の面に、回折格子
が周期的凹凸格子として形成される。
The "birefringent film" is adhered to the first transparent substrate via an adhesive layer, and a diffraction grating is formed as a periodic uneven grating on the surface opposite to the adhesive layer.

【0013】「オーバコート層」は、複屈折膜の(周期
的凹凸格子の形成された側)に等方性の透明材料により
形成される。このオーバコート層は、複屈折膜と第2の
透明基板間を接着する接着剤として機能する。
The "overcoat layer" is formed on the birefringent film (on the side where the periodic concavo-convex grating is formed) with an isotropic transparent material. This overcoat layer functions as an adhesive that bonds the birefringent film and the second transparent substrate.

【0014】この発明の偏光回折素子は以下の如き特徴
を有する。即ち、素子周縁部の少なくとも一部に、接着
強化部が形成される。「接着強化部部」は、第1及び第
2の透明基板間に「接着層と複屈折膜とがない部分」と
して形成される。そして、この接着強化部をオーバコー
ト層の材料で満たすことにより、第1及び第2の透明基
板を強固に接着する。
The polarization diffraction element of the present invention has the following features. That is, the adhesion strengthening portion is formed on at least a part of the peripheral portion of the element. The “adhesion-strengthened portion” is formed between the first and second transparent substrates as “a portion having no adhesive layer and no birefringent film”. Then, by filling the adhesion strengthened portion with the material of the overcoat layer, the first and second transparent substrates are firmly bonded.

【0015】接着強化部は、上記の如く「素子周縁部の
少なくとも一部」として形成されるが、十分な強度を実
現するためには「素子周縁部の半周分以上が接着強化部
である」ことが好ましく(請求項2)、さらに好ましい
のは、「素子周縁部の全周が接着強化部である」ことで
ある(請求項3)。
The adhesion-strengthening portion is formed as "at least a part of the element peripheral portion" as described above, but in order to realize sufficient strength, "adhesion-strengthening portion is equal to or more than half of the element peripheral portion". It is preferable (Claim 2), and more preferable is that "the entire periphery of the peripheral portion of the element is the adhesion strengthened portion" (Claim 3).

【0016】上記請求項1または2または3記載の偏光
回折素子は「第1および/または第2の透明基板の接着
強化部が、複屈折膜を挟持する部分に対して、透明基板
の厚さを薄くするように段差を持つ」ようにしても良い
(請求項4)し、「第1および/または第2の透明基板
の接着強化部が、複屈折膜を挟持する部分に対して外縁
部へ向かって、接着強化部の幅を広げるようにテーパを
有する」ようにしてもよい(請求項5)。この請求項4
あるいは5のようにすることにより、接着強化部におけ
る第1および/または第2の透明基板の接着面積が増加
するので、接着力を有効に高めることができる。
The polarization diffractive element according to claim 1 or 2 or 3 is characterized in that "the thickness of the transparent substrate is different from the portion where the adhesion strengthening portion of the first and / or second transparent substrate sandwiches the birefringent film. May have a step so as to reduce the thickness (claim 4), and the "adhesion strengthening portion of the first and / or the second transparent substrate may have an outer edge portion with respect to a portion sandwiching the birefringent film. It may have a taper so as to widen the width of the adhesion-strengthened portion "(claim 5). This claim 4
Alternatively, by adopting the method of 5, the adhesion area of the first and / or second transparent substrate in the adhesion strengthening portion increases, so that the adhesion force can be effectively increased.

【0017】上記請求項1〜5の任意の1に記載の偏光
回折素子のオーバコート層中に「オーバコート層の厚さ
を制御するスペーサ」を設けることができる(請求項
6)。この「スペーサ」は樹脂材料で構成でき(請求項
7)、特に「UV硬化樹脂」により好適に構成できる
(請求項8)。樹脂製のスペーサは「印刷により形成す
ることができる(請求項9)。
A "spacer for controlling the thickness of the overcoat layer" can be provided in the overcoat layer of the polarization diffraction element according to any one of claims 1 to 5 (claim 6). The "spacer" can be made of a resin material (claim 7), and can be preferably made of "UV curable resin" (claim 8). The resin spacer can be formed by printing (claim 9).

【0018】請求項1〜9の任意の1に記載の偏光回折
素子におけるオーバコート層の材料は「アクリル系もし
くはエポキシ系の材料」が好適である(請求項10)。
The material of the overcoat layer in the polarization diffraction element according to any one of claims 1 to 9 is preferably an "acrylic or epoxy material" (claim 10).

【0019】請求項1〜10の任意の1に記載の偏光回
折素子における複屈折膜としては「高分子複屈折膜」が
好ましく(請求項11)、特に「分子鎖が配向した高分
子複屈折膜」が好適で(請求項12)、このような高分
子複屈折膜として「延伸により分子鎖を配向させた有機
高分子膜」を用いることができる(請求項13)。
The birefringent film in the polarization diffraction element according to any one of claims 1 to 10 is preferably a "polymer birefringent film" (claim 11), and particularly "polymer birefringence in which molecular chains are oriented". A "film" is preferable (claim 12), and as such a polymer birefringent film, "organic polymer film in which molecular chains are oriented by stretching" can be used (claim 13).

【0020】この発明の製造方法は、上記請求項1〜1
3の任意の1に記載の偏光回折素子を製造する方法であ
って、複屈折膜接着工程と、マスクパターン形成工程
と、格子形成工程と、除去工程と、オーバコート層形成
工程と、硬化・接着工程と、分割工程とを有する。
The manufacturing method of the present invention includes the above-mentioned claims 1 to 1.
A method for manufacturing a polarization diffraction element according to any one of 3 above, comprising a birefringent film bonding step, a mask pattern forming step, a grating forming step, a removing step, an overcoat layer forming step, and a curing / curing step. It has a bonding process and a dividing process.

【0021】「複屈折膜形成工程」は、偏光回折素子を
複数個配列し得る面積を有する第1透明基板の全面に、
接着層を介して複屈折膜を接着する工程である。「マス
クパターン形成工程」は、複屈折膜上に、金属膜によ
り、複数組の回折格子に対応するマスクパターンを形成
する工程である。
In the "birefringence film forming step", the entire surface of the first transparent substrate having an area where a plurality of polarization diffraction elements can be arranged,
It is a step of adhering the birefringent film through an adhesive layer. The “mask pattern forming step” is a step of forming a mask pattern corresponding to a plurality of sets of diffraction gratings on the birefringent film by using a metal film.

【0022】「格子形成工程」は、マスクパターンを介
してドライエッチングを行い、マスクパターンを除去し
て、周期的凹凸格子による複数組の回折格子を形成する
工程である。
The "grating formation step" is a step in which dry etching is performed through a mask pattern to remove the mask pattern to form a plurality of sets of diffraction gratings made of a periodic uneven grating.

【0023】「除去工程」は、複数組の回折格子を除く
複屈折膜部分および接着層部分を除去する工程である。
The "removing step" is a step of removing the birefringent film portion and the adhesive layer portion excluding a plurality of sets of diffraction gratings.

【0024】「オーバコート層形成工程」は、複屈折膜
により形成された複数組の回折格子と、除去工程により
露呈された第1透明基板面上にオーバコート層を形成す
る工程である。
The "overcoat layer forming step" is a step of forming an overcoat layer on the surface of the first transparent substrate exposed by the removing step and a plurality of sets of diffraction gratings formed by the birefringent film.

【0025】「硬化・接着工程」は、オーバコート層上
に第2透明基板を配して、オーバコート層を硬化させ、
オーバコート層により第2透明基板を接着する工程であ
る。
In the "curing / adhesion step", the second transparent substrate is arranged on the overcoat layer to cure the overcoat layer,
This is a step of adhering the second transparent substrate with the overcoat layer.

【0026】「分割工程」は、全体を回折格子の組ごと
に切り離して、複数個の偏光回折素子とする工程であ
る。
The "dividing step" is a step of separating the whole into groups of diffraction gratings to form a plurality of polarization diffraction elements.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、具体的な実施の形態を説明
する。図2に示す実施の形態では、偏光回折素子は図示
の如く、第1の透明基板1上に、複屈折膜3を接着層2
により接着し、複屈折膜3の「周期的凹凸格子による回
折格子の形成された側の面」にオーバコート層4を形成
し、このオーバコート層4上に第2の透明基板5を配置
し、オーバコート層4により接着した構成であるが、図
2に表れた断面に示されているように、素子周縁部の少
なくとも一部(図の両端側)に、接着強化部6が「第1
及び第2の透明基板1、5間に、接着層2と複屈折膜3
がない部分」として形成され、この接着強化部6をオー
バコート層4の材料で満たすことにより、第1及び第2
の透明基板1、5を強固に接着した構成となっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Specific embodiments will be described below. In the embodiment shown in FIG. 2, the polarization diffraction element has a birefringent film 3 and an adhesive layer 2 on a first transparent substrate 1 as shown in the figure.
And the overcoat layer 4 is formed on the surface of the birefringent film 3 on the side where the diffraction grating is formed by the periodic concavo-convex grating, and the second transparent substrate 5 is arranged on the overcoat layer 4. In addition, as shown in the cross section shown in FIG. 2, the adhesion strengthening portion 6 has the “first adhesive strength” at least at a part (both ends in the drawing) of the peripheral portion of the element.
And the adhesive layer 2 and the birefringent film 3 between the second transparent substrates 1 and 5.
Formed by filling the adhesive strengthening portion 6 with the material of the overcoat layer 4 to form the first and second portions.
The transparent substrates 1 and 5 are firmly bonded together.

【0028】接着強化部6では、透明基板1と5との間
に複屈折膜3が存在せず、この部分を満たす「接着剤と
してのオーバコート層材料の厚さ」が厚くなるので、接
着力が向上する。このように接着強化部6による接着強
化を図ることにより、「複屈折膜3と第2の透明基板5
との間のオーバコート層4の厚さ」を十分に薄くするこ
とが可能となり、偏光回折素子全体の厚さを「制御しや
すい厚さ」に抑えることができ、上下の透明基板1、5
の平行度を良好に実現しつつ、生産性の向上を図ること
が可能となる。
In the adhesion strengthening portion 6, since the birefringent film 3 does not exist between the transparent substrates 1 and 5, the "thickness of the material of the overcoat layer as an adhesive" that fills this portion becomes large, so that the adhesion is increased. Power improves. By thus strengthening the adhesion by the adhesion strengthening portion 6, the “birefringent film 3 and the second transparent substrate 5
The thickness of the overcoat layer 4 between the upper and lower transparent substrates 1 and 5 can be sufficiently reduced, and the thickness of the entire polarization diffraction element can be suppressed to a "thickness that can be easily controlled".
It is possible to improve productivity while achieving good parallelism.

【0029】接着強化部は、図2に示した実施の形態に
おいて、偏光回折素子の「図の左右方向の端部」にのみ
形成し、図面に直交する方向の端縁部には形成せず、素
子周縁部の一部にのみ接着強化部を構成するようにして
もよいが、素子周縁部の半周分以上を接着強化部とし
(請求項2)、さらには、素子周縁部の全周を接着強化
部とすることが好ましい(請求項3)ことは言うまでも
無い。
In the embodiment shown in FIG. 2, the adhesion strengthening portion is formed only on the "end portion in the left-right direction of the drawing" of the polarization diffraction element, not on the end edge portion in the direction orthogonal to the drawing. Although the adhesion strengthening portion may be formed only in a part of the element peripheral portion, the adhesion strengthening portion is defined by a half circumference or more of the element peripheral portion (claim 2), and further, the entire circumference of the element peripheral portion is formed. It goes without saying that it is preferable to use the adhesion strengthened portion (claim 3).

【0030】図3に示す実施の形態は、接着強化部6A
の部分で、第1の透明基板1が「複屈折膜3を挟持する
部分に対して、透明基板1の厚さを薄くするように段差
を持つ」ようにした(請求項4)例である。
In the embodiment shown in FIG. 3, the adhesion strengthening portion 6A is used.
In this portion, the first transparent substrate 1 has a “step with respect to the portion sandwiching the birefringent film 3 so as to reduce the thickness of the transparent substrate 1” (claim 4). .

【0031】また、図4に示す実施の形態は、接着強化
部6Bの部分で、第1の透明基板1が「複屈折膜3を挟
持する部分に対して外縁部へ向かって、接着強化部の幅
を広げるようにテーパを有する」ようにした(請求項
5)例である。
In the embodiment shown in FIG. 4, the adhesion strengthening portion 6B is a portion of the adhesion strengthening portion 6B in which the first transparent substrate 1 "is directed toward the outer edge portion with respect to the portion sandwiching the birefringent film 3. Has a taper so as to widen the width (claim 5).

【0032】図3、図4に示す実施の形態のように構成
すると、接着強化部において「オーバコート層材料によ
る接着面積が増大する」ので、図2の実施の形態におけ
るよりもさらに接着力強化の効果を高めることができ
る。さらに、上記段差やテーパの有無に拘わらず、接着
強化部における接着面を粗面加工することによっても、
接着力強化の効果を得ることができる。
When the structure shown in FIGS. 3 and 4 is used, the adhesion area is "increased by the material of the overcoat layer" in the adhesion strengthening portion, so that the adhesion strength is further enhanced as compared with the embodiment shown in FIG. The effect of can be enhanced. Further, regardless of the presence or absence of the step or taper, by roughening the bonding surface in the bonding strengthened portion,
The effect of strengthening the adhesive strength can be obtained.

【0033】図5の実施の形態は、図2の実施の形態に
おいて、オーバコート層4中に、オーバコート層4の厚
さを制御するスペーサ7を設けた構成(請求項6)であ
る。スペーサ7は、複屈折膜3の「周期的凹凸格子によ
る回折格子」の形成領域外に配される。
The embodiment of FIG. 5 has a configuration in which a spacer 7 for controlling the thickness of the overcoat layer 4 is provided in the overcoat layer 4 in the embodiment of FIG. 2 (claim 6). The spacer 7 is arranged outside the formation region of the “diffraction grating by the periodic uneven grating” of the birefringent film 3.

【0034】スペーサ7は「複屈折膜3と透明基板5間
を接着するオーバコート層4の厚さを制御する」もので
あり、これを設けることにより「接着剤としてのオーバ
コート層の厚さ」をより均一化でき、上下の透明基板
1、5の平行度を良好にでき、光学素子としても良好な
性能を得ることができる。
The spacer 7 is for "controlling the thickness of the overcoat layer 4 for adhering between the birefringent film 3 and the transparent substrate 5", and by providing this, "the thickness of the overcoat layer as an adhesive is provided. Can be made more uniform, the parallelism between the upper and lower transparent substrates 1 and 5 can be improved, and good performance as an optical element can be obtained.

【0035】スペーサ7は樹脂で構成できる。この樹脂
としてはUV硬化樹脂が好適であり、図5の実施の形態
においても、スペーサ7はUV硬化樹脂で構成されてい
る。UV硬化樹脂は紫外線を照射することにより硬化す
るので硬化時間を短くでき、生産性が良好となる。
The spacer 7 can be made of resin. A UV curable resin is suitable as this resin, and in the embodiment of FIG. 5 as well, the spacer 7 is made of a UV curable resin. Since the UV curable resin is cured by being irradiated with ultraviolet rays, the curing time can be shortened and the productivity becomes good.

【0036】スペーサ7の「厚さ」は、1μm以上で1
00μm以下が好ましく、より好ましい厚さは5μm以
上、50μm以下である。
The "thickness" of the spacer 7 is 1 when it is 1 μm or more.
The thickness is preferably 00 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 50 μm or less.

【0037】100μm以上の厚さのスペーサは、スペ
ーサ自体の厚さの均一性を出すことが困難になるし、1
μm以下の厚さのスペーサでは、オーバコート層4の厚
さが1μm以下になって接着力が不十分になる恐れがあ
る。また、スペーサ7の厚さが100μm以上になる
と、充填するオーバコート剤の量が増え、生産性の低下
を招くと言う問題もある。
A spacer having a thickness of 100 μm or more makes it difficult to obtain uniform thickness of the spacer itself.
If the spacer has a thickness of less than μm, the overcoat layer 4 may have a thickness of less than 1 μm, resulting in insufficient adhesion. Further, if the thickness of the spacer 7 is 100 μm or more, the amount of the overcoat agent to be filled increases, which causes a problem of lowering productivity.

【0038】スペーサ7の形成は「印刷」で行なうこと
が好ましい。スクリーン印刷、凹版印刷などは「所定の
厚さに樹脂を塗布する」方法として周知の手法であり、
生産性が非常に良好である。
The spacer 7 is preferably formed by "printing". Screen printing, intaglio printing, etc. are well known methods of "applying resin to a predetermined thickness",
Very good productivity.

【0039】上記の各実施の形態において、オーバコー
ト層4の材質は、粘性や屈折率等の特性の制御の容易さ
や、接着力および透明性の点からアクリル、エポキシ系
が好適である(請求項10)。
In each of the above-mentioned embodiments, the material of the overcoat layer 4 is preferably acrylic or epoxy based from the viewpoint of easy control of properties such as viscosity and refractive index, adhesive strength and transparency. Item 10).

【0040】複屈折膜3の材料は、必要な面積で大量且
つ低コストで作製することを考慮すると、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「高分子複屈折膜」であることが好ましく
(請求項11)、中でも「分子鎖が配向した高分子膜」
は好適であり(請求項12)、生産性を考慮すると「延
伸により分子鎖を配向させた有機高分子膜」であること
が特に好ましい(請求項13)。
Considering that the birefringent film 3 can be manufactured in a required area in a large amount and at low cost, polycarbonate (PC), polyvinyl alcohol (PVA), polymethylmethacrylate (PMMA), polystyrene, polysulfone ( It is preferably a "polymer birefringent film" such as PSF), polyether sulfone (PES), and polyimide (claim 11), among which "polymer film with oriented molecular chains".
Is preferable (Claim 12), and from the viewpoint of productivity, “organic polymer film in which molecular chains are oriented by stretching” is particularly preferable (Claim 13).

【0041】[0041]

【実施例】実施例1 厚さ:500μmの透明基板上に、「紫外線硬化型接着
剤による厚さ:30μmの接着層」により、厚さ:10
0μmの高分子複屈折膜を貼り合わせ、減圧下にて一体
化させた後、紫外線を照射しつつ100℃で10分間ベ
ーキングを行なって接着層を完全に硬化させた(図6―
a:複屈折膜接着工程)。
Example 1 Thickness: 10 on a transparent substrate having a thickness of 500 μm by a “adhesive layer having a thickness of 30 μm by an ultraviolet curable adhesive”.
The polymer birefringent film of 0 μm was laminated and integrated under reduced pressure, and then baked at 100 ° C. for 10 minutes while irradiating with ultraviolet rays to completely cure the adhesive layer (FIG. 6-
a: birefringent film bonding step).

【0042】その後、高分子複屈折膜上に、金属薄膜に
よる周期パターン(3.0mm×3.0mm/3.0μ
mピッチ)を複数組形成し(マスクパターン形成工
程)、この周期パターンをマスクとしてドライエッチン
グを行い、金属マスクを除去し、高分子複屈折膜に、複
数組の周期的凹凸格子形状を作成した(図6―b:格子
形成工程)。
Then, a periodic pattern (3.0 mm × 3.0 mm / 3.0 μm) formed of a metal thin film was formed on the polymer birefringent film.
m pitches) are formed (mask pattern forming step), dry etching is performed by using this periodic pattern as a mask, the metal mask is removed, and plural sets of periodic concave-convex lattice shapes are formed on the polymer birefringent film. (FIG. 6-b: Lattice forming step).

【0043】次に、周期的凹凸格子の各組外周の「高分
子複屈折膜および接着層」をダイシング装置等の手段に
より物理的に除去し、接着強化部となる部分を形成した
(図6―c:除去工程)。
Next, the "polymer birefringent film and the adhesive layer" on the outer periphery of each set of the periodic concavo-convex lattice was physically removed by means of a dicing device or the like to form a portion to be an adhesion strengthening portion.
(FIG. 6-c: Removal step).

【0044】さらに、周期的凹凸格子が形成されている
高分子複屈折膜側にオーバコート層となるアクリル系紫
外線硬化樹脂をボッティングした(オーバコート層形成
工程)。このアクリル系紫外線硬化樹脂上に厚さ:50
0μmの透明基板をのせて適度に加圧し、凹凸格子内お
よび接着強化部にオーバコート剤を充填し(図6―d,
e)、紫外線照射後、100℃で10分間ベーキングを
行ない完全に硬化させた(硬化・接着工程)。
Further, an acrylic UV curable resin to be an overcoat layer was bottled on the side of the polymer birefringent film on which the periodic concavo-convex lattice was formed (overcoat layer forming step). Thickness on this acrylic UV curable resin: 50
Place a transparent substrate of 0 μm and apply appropriate pressure to fill the concave-convex lattice and the adhesion strengthened part with an overcoat agent (Fig. 6-d,
e) After irradiation with ultraviolet rays, baking was performed at 100 ° C. for 10 minutes to completely cure (curing / bonding step).

【0045】しかる後、ダイシング装置により、全体を
「5.0mm×5.0mmサイズのピース」に切り離
し、図2に示す如き構成の偏光回折素子を複数個作製し
た(図6−f:分割工程)。
Thereafter, the whole is cut into "pieces of 5.0 mm x 5.0 mm size" by a dicing device, and a plurality of polarization diffraction elements having the structure shown in Fig. 2 are manufactured (Fig. 6-f: dividing step). ).

【0046】実施例2 実施例1において、各組の周期的凹凸格子の周辺に、所
定の厚さのスペーサとなるUV硬化樹脂をスクリーン印
刷により塗布し、紫外線照射により硬化させ,厚さ:1
0±3μmのスペーサを形成した。スペーサ形成以外は
実施例1と同様の工程で、図5に示す如き構成の偏光回
折素子を複数個作製した。
Example 2 In Example 1, a UV curable resin to be a spacer having a predetermined thickness was applied by screen printing to the periphery of each set of periodic concavo-convex grids and cured by irradiation with ultraviolet rays to a thickness of 1
Spacers of 0 ± 3 μm were formed. A plurality of polarization diffractive elements having the structure shown in FIG. 5 were manufactured by the same steps as in Example 1 except for the spacer formation.

【0047】実施例3 実施例1と同じ工程で、オーバコート層にエポキシ系紫
外線硬化樹脂を用いて、図2に示す如き構成の偏光回折
素子を複数個作製した。
Example 3 In the same process as in Example 1, a plurality of polarization diffractive elements having the structure as shown in FIG. 2 were prepared by using an epoxy-based ultraviolet curing resin for the overcoat layer.

【0048】比較例1 実施例1と同様の工程で、図1に示す如き構成の偏光回
折素子を作製した。 比較例2 実施例2と同様の工程で、図1に示す如き構成の偏光回
折素子を作製した。即ち、比較例1、2は接着強化部を
持たない。
Comparative Example 1 A polarization diffraction element having the structure shown in FIG. 1 was produced by the same steps as in Example 1. Comparative Example 2 A polarization diffraction element having the structure shown in FIG. 1 was produced by the same steps as in Example 2. That is, Comparative Examples 1 and 2 do not have an adhesion strengthening part.

【0049】実施例1〜3および比較例1、2のように
して作製した5.0mm×5.0mmサイズの偏光回折
素子の、作製直後と信頼性試験(70℃、95%RHの
環境下に、200時間放置)後の状態を、目視により外
観評価し、周辺に剥がれが確認できたものを×、確認さ
れなかったものを○とした。評価結果を以下に示す。
Immediately after production and reliability test (under an environment of 70 ° C. and 95% RH) of the 5.0 mm × 5.0 mm size polarization diffraction element produced as in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. Further, the appearance after standing for 200 hours) was visually evaluated, and when peeling was confirmed in the periphery, x was given, and when no peeling was confirmed, it was given ◯. The evaluation results are shown below.

【0050】 実施例1 実施例2 実施例3 比較例1 比較例2 作製後 ○ ○ ○ × × 信頼性試験後 ○ ○ ○ × × この結果から、この発明による偏光回折素子は、耐環境
性に優れていることがわかる。
Example 1 Example 2 Example 3 Comparative Example 1 Comparative Example 2 After fabrication ○ ○ ○ × × After reliability test ○ ○ ○ × × From these results, the polarization diffraction element according to the present invention has environmental resistance. It turns out to be excellent.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、新規
な偏光回折素子およびその製造方法を実現できる。この
発明の偏光回折素子は、接着強化部により透明基板どう
しの接着力を強化させるので、剥がれ等が起こりにく
く、偏光回折素子としての機能を満足させつつ、生産性
・信頼性が高い。また、この発明の製造方法によれば、
この発明の偏光回折素子を一度に複数個製造できる。
As described above, according to the present invention, a novel polarization diffractive element and a method for manufacturing the same can be realized. In the polarization diffractive element of the present invention, since the adhesive strength between the transparent substrates is strengthened by the adhesion strengthening portion, peeling is less likely to occur, and the productivity and reliability are high while satisfying the function as the polarization diffractive element. Further, according to the manufacturing method of the present invention,
A plurality of polarization diffractive elements of the present invention can be manufactured at one time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来,意図されている偏光回折素子を説明する
ための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a conventional polarization diffractive element.

【図2】偏光回折素子の実施の1形態を説明するための
図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining one embodiment of a polarization diffraction element.

【図3】偏光回折素子の実施の1形態を説明するための
図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining one embodiment of the polarization diffraction element.

【図4】偏光回折素子の実施の1形態を説明するための
図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining one embodiment of the polarization diffraction element.

【図5】偏光回折素子の実施の1形態を説明するための
図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining one embodiment of the polarization diffraction element.

【図6】偏光回折素子の製造方法を説明するための図で
ある。
FIG. 6 is a drawing for explaining the manufacturing method of the polarization diffraction element.

【符号の説明】 1 第1の透明基板 2 接着層 3 複屈折膜 4 オーバコート層 5 第2の透明基板 6 接着強化部 7 スペーサ[Explanation of symbols] 1 First transparent substrate 2 Adhesive layer 3 Birefringent film 4 Overcoat layer 5 Second transparent substrate 6 Adhesion strengthening part 7 Spacer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 AA03 AA33 AA37 AA57 AA64 BA05 BA42 BA45 BA47 BB51 BB62 BC01 BC21 4F213 AC01 AD03 AD05 AD08 AG01 AH73 WA15 WA53 WA58 WA67 WA87 WA92 WB01 5D119 AA35 AA38 JA22 NA05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2H049 AA03 AA33 AA37 AA57 AA64                       BA05 BA42 BA45 BA47 BB51                       BB62 BC01 BC21                 4F213 AC01 AD03 AD05 AD08 AG01                       AH73 WA15 WA53 WA58 WA67                       WA87 WA92 WB01                 5D119 AA35 AA38 JA22 NA05

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】偏光方向により回折効率の異なる偏光回折
素子であって、 第1の透明基板と、 回折格子が周期的凹凸格子として形成され、上記第1の
透明基板上に接着層を介して接着された複屈折膜と、 この複屈折膜上に形成されるオーバコート層と、 このオーバコート層を接着剤として、オーバコート層上
に接着される第2の透明基板とを有してなり、 素子周縁部の少なくとも一部に、接着強化部が、上記第
1及び第2の透明基板間に上記接着層と複屈折膜とがな
い部分として形成され、上記接着強化部を上記オーバコ
ート層の材料で満たすことにより、上記第1及び第2の
透明基板を強固に接着したことを特徴とする偏光回折素
子。
1. A polarization diffractive element having a different diffraction efficiency depending on the polarization direction, wherein a first transparent substrate and a diffraction grating are formed as a periodic concave-convex grating, and an adhesive layer is provided on the first transparent substrate. It has a birefringent film adhered thereto, an overcoat layer formed on the birefringent film, and a second transparent substrate adhered onto the overcoat layer using the overcoat layer as an adhesive. An adhesion strengthening portion is formed on at least a part of the peripheral portion of the element as a portion between the first and second transparent substrates without the adhesive layer and the birefringent film, and the adhesion strengthening portion is formed by the overcoat layer. A polarizing diffractive element characterized in that the first and second transparent substrates are firmly adhered by being filled with the material.
【請求項2】請求項1記載の偏光回折素子において、 素子周縁部の半周分以上が接着強化部であることを特徴
とする偏光回折素子。
2. The polarization diffractive element according to claim 1, wherein the adhesion strengthening portion is at least half the circumference of the element.
【請求項3】請求項2記載の偏光回折素子において、 素子周縁部の全周が接着強化部であることを特徴とする
偏光回折素子。
3. The polarization diffraction element according to claim 2, wherein the entire periphery of the peripheral edge portion of the element is an adhesion strengthening portion.
【請求項4】請求項1または2または3記載の偏光回折
素子において、 第1および/または第2の透明基板の接着強化部が、複
屈折膜を挟持する部分に対して透明基板の厚さを薄くす
るように段差を持つことを特徴とする偏光回折素子。
4. The polarization diffraction element according to claim 1, 2 or 3, wherein the adhesion strengthening portion of the first and / or second transparent substrate has a thickness of the transparent substrate with respect to a portion sandwiching the birefringent film. A polarization diffractive element characterized by having a step so as to make the thickness thinner.
【請求項5】請求項1または2または3記載の偏光回折
素子において、 第1および/または第2の透明基板の接着強化部が、複
屈折膜を挟持する部分に対して外縁部へ向かって、接着
強化部の幅を広げるようにテーパを有することを特徴と
する偏光回折素子。
5. The polarization diffractive element according to claim 1, 2 or 3, wherein the adhesion-enhancing portion of the first and / or second transparent substrate faces the outer edge portion with respect to the portion sandwiching the birefringent film. A polarization diffraction element having a taper so as to widen the width of the adhesion strengthening portion.
【請求項6】請求項1〜5の任意の1に記載の偏光回折
素子において、 オーバコート層中に、オーバコート層の厚さを制御する
スペーサを有することを特徴とする偏光回折素子。
6. The polarization diffraction element according to any one of claims 1 to 5, wherein the overcoat layer has a spacer for controlling the thickness of the overcoat layer.
【請求項7】請求項6記載の偏光回折素子において、 スペーサが樹脂からなることを特徴とする偏光回折素
子。
7. The polarization diffraction element according to claim 6, wherein the spacer is made of resin.
【請求項8】請求項7記載の偏光回折素子において、 スペーサをなす樹脂材料が、UV硬化樹脂であることを
特徴とする偏光回折素子。
8. The polarization diffraction element according to claim 7, wherein the resin material forming the spacer is a UV curable resin.
【請求項9】請求項7または8記載の偏光回折素子にお
いて、 樹脂材料によるスペーサが、印刷により形成されること
を特徴とする偏光回折素子。
9. The polarization diffraction element according to claim 7 or 8, wherein the spacer made of a resin material is formed by printing.
【請求項10】請求項1〜9の任意の1に記載の偏光回
折素子において、 オーバコート層の材料が、アクリル系もしくはエポキシ
系の材料であることを特徴とする偏光回折素子。
10. The polarization diffraction element according to any one of claims 1 to 9, wherein the material of the overcoat layer is an acrylic or epoxy material.
【請求項11】請求項1〜10の任意の1に記載の偏光
回折素子において、 周期的凹凸格子による回折格子を形成される複屈折膜
が、高分子複屈折膜であることを特徴とする偏光回折素
子。
11. The polarization diffractive element according to any one of claims 1 to 10, wherein the birefringent film on which the diffraction grating formed by the periodic uneven grating is formed is a polymer birefringent film. Polarization diffractive element.
【請求項12】請求項11記載の偏光回折素子におい
て、 周期的凹凸格子による回折格子を形成される複屈折膜
が、分子鎖が配向した高分子複屈折膜であることを特徴
とする偏光回折素子。
12. The polarization diffraction element according to claim 11, wherein the birefringent film in which the diffraction grating is formed by a periodic concave-convex grating is a polymer birefringent film in which molecular chains are oriented. element.
【請求項13】請求項12記載の偏光回折素子におい
て、高分子複屈折膜が、延伸により分子鎖を配向させた
有機高分子膜であることを特徴とする偏光回折素子。
13. The polarization diffraction element according to claim 12, wherein the polymer birefringent film is an organic polymer film in which molecular chains are oriented by stretching.
【請求項14】請求項1〜13の任意の1に記載の偏光
回折素子を製造する方法であって、 偏光回折素子を複数個配列し得る面積を有する第1透明
基板の全面に、接着層を介して複屈折膜を接着する複屈
折膜接着工程と、 上記複屈折膜上に、金属膜により、複数組の回折格子に
対応するマスクパターンを形成するマスクパターン形成
工程と、 上記マスクパターンを介してドライエッチングを行い、
上記マスクパターンを除去して、周期的凹凸格子による
複数組の回折格子を形成する格子形成工程と、 上記複数組の回折格子を除く複屈折膜部分および接着層
部分を除去する除去工程と、 複屈折膜により形成された複数組の回折格子と、上記除
去工程により露呈された第1透明基板面上にオーバコー
ト層を形成するオーバコート層形成工程と、 上記オーバコート層上に第2透明基板を配して、上記オ
ーバコート層を硬化させ、上記オーバコート層により第
2透明基板を接着する硬化・接着工程と、 全体を回折格子ごとに切り離して、複数個の偏光回折素
子とする分割工程とを有することを特徴とする偏光回折
素子の製造方法。
14. A method of manufacturing a polarization diffraction element according to any one of claims 1 to 13, wherein an adhesive layer is formed on the entire surface of the first transparent substrate having an area in which a plurality of polarization diffraction elements can be arranged. A birefringent film adhering step of adhering a birefringent film via a mask pattern forming step of forming a mask pattern corresponding to a plurality of sets of diffraction gratings by a metal film on the birefringent film; Through dry etching,
A step of removing the mask pattern to form a plurality of sets of diffraction gratings by a periodic concave-convex grating; a step of removing the birefringent film portion and the adhesive layer portion excluding the plurality of sets of diffraction gratings; A plurality of sets of diffraction gratings formed by a refraction film, an overcoat layer forming step of forming an overcoat layer on the surface of the first transparent substrate exposed by the removing step, and a second transparent substrate on the overcoat layer And a curing / bonding step of curing the above-mentioned overcoat layer and bonding the second transparent substrate with the above-mentioned overcoat layer, and a dividing step of separating the entire diffraction grating into a plurality of polarization diffraction elements. A method of manufacturing a polarization diffraction element, comprising:
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