JP2009145799A - 光学素子および光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐溶剤性を有すると共に、優れた透過波面収差を備えた光学素子および光学素子の製造方法を提供する。
【解決手段】入射光の偏光状態を、直線偏光から円偏光に変換する、または円偏光から直線偏光に変換する機能を有する１／４波長板１は、共に複屈折性を有する水晶板より成る第１の波長板２と第２の波長板３とが、接合層４を介して互いに接合されている。接合層４は、粘着剤の表面に粘着剤の単位体積あたり０．０１６６ｇ／ｍｍ³程度の接着剤を塗布して粘着剤中に接着剤が含浸した層で形成されている。この１／４波長板１は、ＤＶＤレコーダーやＤＶＤプレーヤーなどの光ピックアップに好ましく利用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子および光学素子の製造方法に関し、特に複数の透明結晶基材が互いに接合された光学素子およびその光学素子の製造方法に関する。

近年、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）などの光ディスク媒体からの情報を、再生したり記録したりするための記録再生装置（プレーヤーおよびレコーダー）が急速に普及している。
記録再生装置は、光ディスク媒体からの信号の読み出しおよび書き込みが光ピックアップにより行われる。

光ピックアップでは、内部に配置されたレーザ光源から射出されたレーザ光が、光路上に配置されたグレーティング（回析格子）、１／２（λ／２）波長板、ダイクロイックプリズム、１／４（λ／４）波長板などの各種光学素子によって反射または透過されて、光ディスク媒体の情報記録面に到達し、光ディスク媒体との間の各種信号および情報データに基づいて、データ信号の読み出しおよびデジタルビット情報の書き込みが行われる。

因みに、レーザ光源として、ＣＤでは中心波長７８５ｎｍの赤外半導体レーザが、ＤＶＤでは中心波長６６０ｎｍの赤色半導体レーザが用いられる。また、ブルーレイディスクやＨＤ−ＤＶＤなどの次世代ＤＶＤでは、中心波長４０５ｎｍの青色半導体レーザが使用される。

こうした光ピックアップに用いられる波長板として、広い波長範囲において長期にわたり良好な偏光特性を得ることを目的に、環状オレフィン系樹脂フィルムの光学軸と光学異方性を有する透明結晶板の光学軸とのなす角が、０°〜９０°の範囲にあり、互いに接着されてなる積層波長板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２６４６２０号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような、無機材料の透明結晶板と有機材料の透過性光学フィルムとが接合された光学素子は、線膨張係数の異なる材料同士が接合される構造であることにより、温度衝撃性や耐熱性など温度変化による光学特性の不具合を招き易い。また、２枚の基材を接合するのに接着剤を用いた場合には、接合面に気泡が残存し易く、しかも接着剤層の厚さのバラツキやムラにより透過波面収差が大きくなり易いなどの課題を有する。さらに、接合の際に、溢れた接着剤を拭き取る工程なども必要となる。一方、粘着剤を採用した場合には、洗浄などにおける溶剤（洗浄液）に対する耐溶剤性に劣るという不具合が存在する。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例に係る光学素子は、複数の透明結晶基材が接合層を介して互いに接合された光学素子であって、粘着剤の表面に接着剤を塗布し、前記接着剤を含浸した前記粘着剤で形成された前記接合層を備えたことを特徴とする。

これによれば、複数の透明結晶基材が互いに接合された光学素子が、粘着剤の表面に接着剤を塗布して粘着剤中に接着剤が含浸した接合層を介して接合されることにより、光学素子の製造工程および取り扱い時などにおける汚れなどを取り除くために行われる洗浄や拭き取り作業などの際に、接合層が溶剤（洗浄液）に侵食されるのを阻止して、接合面が剥離するのを防ぐことができる。すなわち、優れた耐溶剤性能を有する。また接合層に粘着剤を含むことにより、接合層の厚みバラツキが抑えられて優れた透過波面収差を備えることができる。さらに、接着剤のみを用いた場合に発生し易い透明結晶基材相互間のズレや、接合面における気泡の発生を防ぐと共に、接着剤の溢れもないので外観欠点が低減した光学素子が得られる。

［適用例２］
上記適用例に係る光学素子において、前記透明結晶基材が複屈折性を有する水晶板より成り、複数の前記水晶板が積層された積層波長板であることが好ましい。
これによれば、複数の透明結晶基材が接合層を介して互いに接合された光学素子が、複屈折性を有する水晶板が積層された積層波長板であることにより、優れた耐溶剤性能を有すると共に、優れた透過波面収差を備えた積層波長板が得られる。また、各水晶板の板厚および位相差を調整することで、各種波長域に容易に対応することが可能となる。さらにニオブ酸リチウム、チリ硝石、方解石などの複屈折性を有する材料に比べて、強度面やコスト面においても優れた積層波長板が得られる。

［適用例３］
本適用例に係る光学素子の製造方法は、第１の透明結晶基材と第２の透明結晶基材とが接合層を介して互いに接合された光学素子の製造方法であって、前記第１の透明結晶基材の表面に両面接着シート状の粘着剤を貼り合わせる粘着剤貼り合せ工程と、前記粘着剤の表面に接着剤を塗布して前記粘着剤中に前記接着剤を含浸する接着剤塗布工程と、前記接着剤が塗布された前記粘着剤の表面に前記第２の透明結晶基材を貼り合わせる基材貼り合せ工程と、互いに貼り合された前記透明結晶基材にエネルギー線を照射して前記粘着剤中に含浸した前記接着剤を硬化する接着剤硬化工程と、を備えたことを特徴とする。

これによれば、第１の透明結晶基材と第２の透明結晶基材とが接合層を介して互いに接合された光学素子の製造方法が、第１の透明結晶基材の表面に両面接着シート状の粘着剤を貼り合わせる粘着剤貼り合せ工程と、粘着剤の表面に接着剤を塗布して粘着剤中に接着剤を含浸する接着剤塗布工程と、接着剤が塗布された粘着剤の表面に第２の透明結晶基材を貼り合わせる基材貼り合せ工程と、互いに貼り合された透明結晶基材にエネルギー線を照射して粘着剤中に含浸した接着剤を硬化する接着剤硬化工程とを備えることにより、粘着剤中に接着剤が含浸した接合層が、接着剤のみを用いた場合に発生し易い透明結晶基材相互間のズレや、接合面における気泡の発生を防ぐと共に、接着剤が溢れることもないので、外観欠点が低減することができる。また、粘着剤中に接着剤が含浸された接合層は、汚れなどを取り除くために行われる洗浄や拭き取り作業などの際に、溶剤（洗浄液）の侵食を阻止して接合面が剥離するのを防ぐことができる。さらに、接合層に粘着剤を含むことにより、接合層の厚みバラツキが抑えられて優れた透過波面収差を備えることができる。

［適用例４］
上記適用例に係る光学素子の製造方法において、前記接着剤の塗布量が、前記粘着剤の単位体積あたり０．０１６６ｇ／ｍｍ³程度であることが好ましい。
これによれば、粘着剤の表面に接着剤を塗布して粘着剤中に接着剤を含浸する接着剤塗布工程において、接着剤の塗布量が、粘着剤の単位体積あたり０．０１６６ｇ／ｍｍ³程度であることにより、洗浄作業などにおける溶剤（洗浄液）の侵食を阻止して接合面が剥離するのを防ぐ機能を維持すると共に、接着剤が接合層からこぼれ出して光学素子の外周面や主面を汚すこともない。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態は、複数の透明結晶基材が接合層を介して互いに接合された光学素子として、複屈折性を有する結晶基板同士を接合した接着タイプの積層波長板、具体的には２枚の複屈折性を有する水晶板を接合した１／４（λ／４）波長板の場合を一例として説明する。なお、積層波長板は、２種類の複屈折性結晶基板（波長板）を組み合わせて、広帯域に対応したり、光の入射角変動による位相差精度への影響に対応したり、あるいは取り扱い性の向上を図ったりすることを目的に広く活用されている。

図１は、本実施形態に係る１／４波長板の構成を示す模式図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図である。なお、これらの図面は、説明の便宜のために各構成要素の寸法や比率を実際のものとは異ならせてある。
図１において、光学素子および積層波長板としての１／４波長板１は、透明結晶基材としての第１の波長板２と、同様に透明結晶基材としての第２の波長板３とが、接合層４を介して互いに接合されている。この１／４波長板１は、入射光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する、または円偏光から直線偏光に変換する機能を有する。

第１の波長板２および第２の波長板３は共に水晶板より成り、水晶板の主面の法線が水晶のＺ軸に対して９０ｄｅｇとなるような角度でカットされた９０ｄｅｇＺの水晶板で形成されている。本実施形態における水晶とは、ＳｉＯ₂の単結晶であり、人工水晶または天然水晶のどちらであってもよい。

また、第１の波長板２および第２の波長板３は、同一厚さで、共に「横×縦」寸法が、例えば、略４ｍｍ×４ｍｍ程度の四角形の外形形状を成している。第１の波長板２および第２の波長板３の厚みは、数μｍ〜数十μｍである。なお、１／４波長板１の波長域は、各波長板の板厚および位相差を調整することで可能となる。

図１（ａ）において、第１の波長板２の結晶光学軸（以後、光学軸と示す）ａおよび第２の波長板３の光学軸ｂは、共に板面に沿って存在し（図１（ｂ）中に矢印で示す）、光学軸ａの光学軸方位と光学軸ｂの光学軸方位とは、互いに交差するように設定されている。なお、１／４波長板１の入射面および入射方向は、紙面および紙面に対して鉛直に向かう方向である。

例えば、第１の波長板２は位相差が９００ｄｅｇ、光学軸方位角θ１が１８．５ｄｅｇであり、第２の波長板３は位相差が６３０ｄｅｇ、光学軸方位角θ２が８０ｄｅｇである。この構成の１／４波長板１は、中心波長４０５ｎｍの青色波長帯において位相差９０ｄｅｇを満たし、温度変動に対応することができる。
なお、光学軸方位角θ１，θ２は、入射光の水平の振動面に対する光学軸ａおよび光学軸ｂの成す角度を、振動面から反時計回りに表した値である。

接合層４は、粘着剤に接着剤を含浸した粘着剤層より成る。
接合層４は、後述する１／４波長板１の製造方法における接着剤塗布工程において、第１の波長板２の表面に貼り合わされた粘着剤の表面に接着剤を塗布して、粘着剤中に接着剤を含浸して形成される。以後、接着剤を含浸した状態の粘着剤を粘着剤層と表す場合がある。
なお、本実施形態において、接着剤を塗布する動作は、接着剤を滴下する動作を含む。また、接着剤の含浸は、分散に読み替えることができる。

ここで、粘着剤とは、被接合物に接して圧力を加えることで被接合物同士を接合することができる感圧型接着剤のことを言う。したがって、接合によって粘着剤そのものの分子構造は変化しない。一方、接着剤とは、被接合物同士を接合した際に、紫外線や熱などの外部エネルギーによって分子構造が変化することで被接合物同士を接合するものを言う。

また、粘着剤は、粘着剤組成物が上下２枚のＰＥＴフィルムなどより成る剥離シート間に、所定の厚さに延伸された基材レスの両面接着テープ状または両面接着シート状の形態にしたものが用いられる。こうした粘着剤としては、日東電工（株）製の透明両面接着テープＣＳ９６２１およびＨＪ−９１５０Ｗ、住友スリーエム（株）製の接着剤転写テープＦ−９４６０および８１４１、（株）サンエー化研製の粘着テープＷＲ−Ｂ２などが挙げられる。

こうした両面接着テープ状または両面接着シート状の粘着剤は、接合に際して予め剥離シートを含み所望の外形形状に切断して用いられる。以後、両面接着テープ状または両面接着シート状の粘着剤が所望の外形形状に予め切断されたものを両面粘着シートと表す。粘着剤の好ましい厚みは５μｍ〜５０μｍ程度である。

接着剤としては、一般的に光学部材の接着に用いられる接着剤であれば限定されないが、好ましい接着剤として、例えば（株）アーデル製の１液性光硬化型接着剤ＵＴ−２０、サンライズＭＳＩ（株）製の紫外線硬化接着剤ＰＨＯＴＯボンド（登録商標）１００およびＰＨＯＴＯボンド（登録商標）４００が挙げられる。
このようにして接合層４を形成する粘着剤および接着剤は、上記した粘着剤の内のいずれか一つの粘着剤と、上記した接着剤の内のいずれか一つの接着剤との、どんな組み合わせで用いてもよい。

次に、このように構成された１／４波長板１（図１参照）の製造方法、すなわち第１の波長板２および第２の波長板３の接合方法について説明する。
１／４波長板１は、多数個取りが可能な大版の複屈折性を有する水晶基板２Ａ，３Ａを互いに接合した後に、所定の外形寸法に切断して完成する。

水晶基板２Ａおよび水晶基板３Ａは、第１の波長板２および第２の波長板３を構成する基材であり、共に「横×縦」寸法が略４０ｍｍ×４０ｍｍであり、接合、切断後に、外形形状が略４ｍｍ×４ｍｍの１／４波長板１が、一度に５０個程度完成する。

１／４波長板１の製造は、予め洗浄工程において洗浄された水晶基板２Ａ，３Ａと、水晶基板２Ａ，３Ａの外形形状（略４０ｍｍ×４０ｍｍ）に略合わせた形状に切断された両面粘着シートとを準備する。両面粘着シートとして、例えば、粘着剤の厚さが２０μｍの（株）サンエー化研製の粘着テープＷＲ−Ｂ２を用いた。

接合は、先ず、定盤上に置かれた水晶基板２Ａの上面に、両面粘着シートから一方の剥離テープを剥がして、露出した粘着剤面を水晶基板２Ａ側にして水晶基板２Ａの外周形状に合わせて載置する。そして、水晶基板２Ａの表面に載置された粘着剤の表面（剥離テープ上）をローラーなどを用いて押圧力を付勢して、粘着剤を水晶基板２Ａの表面に貼り合わせる（粘着剤貼り合せ工程）。

そして、水晶基板２Ａに載置された両面粘着シートの上面の剥離テープを剥がして粘着剤の上面側を露出させた後、その粘着剤の平面形状の中心部に接着剤を一点滴下する。接着剤として（株）アーデル製の１液性光硬化型接着剤ＵＴ−２０を用いた。これにより接着剤が粘着剤の表面全域に浸透し、しかも粘着剤中に接着剤が略均一に含浸される（接着剤塗布工程）。

接着剤の塗布量（滴下量）は、０．５３ｇ程度である。この塗布量は、粘着剤の平面サイズが略４０ｍｍ×４０ｍｍで、厚みが略２０μｍであることから、粘着剤の単位体積あたり０．０１６６ｇ／ｍｍ³程度に相当する。

接着剤の塗布量が多いと、後述する基材貼り合せ工程において、接着剤が１／４波長板１の外周面、ひいては主面にこぼれ出して拭き取り作業が必要になる。また、少なすぎると耐溶剤性に劣り、接合面が剥がれ易くなる。

なお、粘着剤の平面サイズ（塗布面積）が５０ｍｍ×５０ｍｍ程度を超えるような大きさの場合には、接着剤を粘着剤の表面に、例えば螺旋状などに描画するようにして塗布するのが望ましい。こうすることによって、接着剤を粘着剤の表面全域に均一に塗布することができると共に、接着剤が粘着剤の表面に広がる時間を短くすることができる。

また、粘度の高い接着剤を用いた場合には、接着剤が粘着剤の表面全域に行き渡らない、あるいは粘着剤中に接着剤が略均一に含浸され難いなどの現象を招き易い。こうした現象に対応するためには、粘着剤の表面に接着剤を塗布した後、粘着剤が貼り合わされた水晶基板２Ａを回転するのが好ましい。すなわち、接着剤をスピンコート法を用いて塗布するのが好ましい。

そして、水晶基板３Ａを水晶基板２Ａの外周形状に合わせて粘着剤上に、軽い押圧力を付勢しながら載置する。押圧力の付勢にはローラーを用いることもできる。これにより、水晶基板２Ａと水晶基板３Ａとが、接合層４を挟んで重ね合わされて仮接合された状態の１／４波長板ブロックが完成する。
そして、基材貼り合せ工程に移行する。

基材貼り合せ工程では、接合層４を挟んで重ね合わされて、仮接合された状態の１／４波長板ブロックの本接合が行われる。基材貼り合せ工程には、ローラー貼り合わせ装置を用いることもできるが、本実施形態においては、接合面における気泡の発生をより防ぐことを目的に、真空貼り合わせ装置を用いた。

真空貼り合わせ装置は、図示しないが、少なくとも真空チャンバーおよび真空チャンバー内を真空引きする真空装置と、真空チャンバー内の底面側および上面側に配設された下側圧着板および上側圧着板と、少なくとも下側圧着板および上側圧着板のどちらか一方を鉛直方向に昇降する昇降装置を備えている。なお、下側圧着板および上側圧着板の対向面は、表面が平滑に仕上げられた平らな面で構成され、共に定盤としての機能を有する。

先ず、仮接合された状態の１／４波長板ブロックを、真空貼り合わせ装置の真空チャンバーに配設された下側圧着板上に載置する。この時、水晶基板２Ａと水晶基板３Ａとが粘着剤で仮固定されていることにより、改めて位置合わせする必要はない。
そして、真空装置を稼動して、真空チャンバー内を０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度の真空度に真空引きする。なお、真空チャンバー内の温度は、２５℃〜５０℃の範囲内の温度に保持されているのが好ましい。

そして、所定の真空度に達した後、昇降装置を稼動して、下側圧着板と離間した状態の上側圧着板を下降して、上側圧着板が水晶基板３Ａに当接する。その後、この状態から１０Ｎ〜１００Ｎの加圧力で、加圧時間１０秒〜３０秒の加圧を行う。この加圧力と加圧時間は、被接合物の面積などに応じてそれぞれの範囲内の組み合わせにより適宜決定される。

接合時における真空チャンバー内の真空度は、０．１ＭＰａ以下では接合面における気泡の発生を皆無にすることができない。一方、１．０ＭＰａ以上の真空度は、真空引き時間を引き延ばすことになりサイクルタイムが伸びて生産性が低下する。また、上側圧着板の加圧力および加圧時間は、それぞれの上限範囲を超えると、上側圧着板の押圧時に１／４波長板ブロックの外周にはみだした粘着剤が、元に戻りきれずに外形寸法を損なう。

そして、再び上側圧着板を所定の位置に上昇させた後、真空装置の稼動を停止して、真空チャンバー内に大気を導入する。
そして、水晶基板２Ａと水晶基板３Ａとが接合層４を介して接合されて、一体化した１／４波長板ブロックは、真空貼り合わせ装置の真空チャンバー内から取り出されて、接着剤硬化工程に移行する。

接着剤硬化工程では、１／４波長板ブロックにエネルギー線としての紫外線を照射して、接合層４を形成する粘着剤に含浸された接着剤の硬化が行われる。これにより、水晶基板２Ａと水晶基板３Ａとが接合層４を介して接合された１／４波長板ブロックが完成する。
なお、水晶基板２Ａと水晶基板３Ａとを接合する基材貼り合せ工程において、加圧力または加圧時間が所定範囲を超えて、１／４波長板ブロックの外周および主面に接着剤がはみだした場合には、接着剤硬化工程に先立って、接着剤を拭き取ることが必要である。

そして、水晶基板２Ａと水晶基板３Ａとが接合層４で接合された「横×縦」寸法が略４０ｍｍ×４０ｍｍの１／４波長板ブロックを、ダイシングソーなどを用いて略４ｍｍ×４ｍｍ毎の四角形に切断して、第１の波長板２および第２の波長板３が接合層４で接合された多数の１／４波長板１が完成する。
完成した１／４波長板１は、入射光の偏光状態を直線偏光から円偏光、または円偏光から直線偏光に変える機能を有する。

また、完成した１／４波長板１は、単板タイプの波長板に比べて厚さが厚くなるので取り扱いがし易い。一方、このように製造された１／４波長板１は、第１の波長板２と第２の波長板３とが、粘着剤の表面に接着剤を塗布して粘着剤中に接着剤が含浸した接合層４を介して接合されているので、接着剤のみを用いた場合に発生し易い接合面における気泡の発生を防ぐと共に、接着剤の溢れもなく、外観欠点を低減することができる。

なお、完成した１／４波長板１には、接合された第１の波長板２の外側の面、又は／及び第２の波長板３の外側の面とに、透過率を向上させるための反射防止膜（ＡＲ膜）を設けるのが好ましい。
以上に説明した１／４波長板１の製造方法は、大版の複屈折性を有する水晶基板２Ａ，３Ａを互いに接合した後に、所定の外形寸法に切断して完成する場合で説明したが、予め略４ｍｍ×４ｍｍの四角形に加工された第１の波長板２および第２の波長板３を接合層４で接合した場合の製造方法であってもよい。

次に、第１の波長板２と第２の波長板３とが接合された１／４波長板１における接合層４の耐溶剤性試験を行った。
耐溶剤性試験は、完成した１／４波長板１の製造工程および取り扱い時などにおける汚れなどを取り除くために行われる洗浄や拭き取り作業などに対する接合層４の接合性能を確認するために行った。

耐溶剤性試験は、完成した１／４波長板１と、接合層に粘着剤（厚さが２０μｍの（株）サンエー化研製の粘着テープＷＲ−Ｂ２）のみを用いて作製した比較試料としての１／４波長板１１（後述する図４参照）について行った。
溶剤としてエタノール、メタノール、エタノールとメタノールの混合液、アセトン、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ジエチルエーテルとエタノールの混合液の６種類と、参考に温水９０℃について確認した。なお、前記混合液における混合比は、いずれも５０：５０とした。

試験方法は、それぞれの溶液毎に３個ずつの１／４波長板１および１／４波長板１１とを、それぞれ蓋付きシャーレーに入れた６種類の溶剤および温水中に浸漬し、０．５時間、１．５時間、２．５時間、５．５時間、２２時間の経過時間毎に、接合層４への溶剤の侵食深さを工具顕微鏡を用いて測定した。
侵食深さは、平面が長方形の四辺における端面からの最大距離を計測した。なお、侵食部は接合層４が溶剤によって侵食された領域であり、接合層４が剥離された状態にあることを言う。

この耐溶剤性試験の結果、改めて図示しないが、６種類の溶剤および温水９０℃の全てにおいて、１／４波長板１の接合層４が侵食されることはなく、２２時間の経過後であっても、侵食深さは略０（ゼロ）であった。
一方、比較試料としての１／４波長板１１の耐溶剤性試験における浸漬時間と侵食深さとの関係を示すグラフを、図２に示す。

図２に示すグラフは、横軸に浸漬時間（時間）を示し、縦軸に侵食深さ（ｍｍ）を示す。グラフ中に示す曲線Ａ〜曲線Ｇは、曲線Ａから順に温水９０℃、ＩＰＡ、エタノール、ジエチルエーテルとエタノールの混合液、エタノールとメタノールの混合液、メタノール、アセトンの溶剤における線図である。なお各線図は、３個の１／４波長板１１の経過時間毎における測定平均値のプロット点を結んだ線図である。

図２において、曲線Ａで示す温水９０℃および曲線Ｂ〜曲線Ｆで示す溶剤（ＩＰＡ、エタノール、ジエチルエーテルとエタノールの混合液、エタノールとメタノールの混合液、メタノール）は、共に浸漬時間が経過するに従って侵食深さが増加する傾向を示し、侵食深さは、温水９０℃（曲線Ａ）であっても０．２３１７５ｍｍであり、曲線Ｇで示すアセトンにおいては、５．５時間経過した時点で、４．１４９ｍｍに達した。すなわち、粘着剤のみで形成された接合層は、耐溶剤性能に劣る。

図３は、アセトンに２２時間浸漬後の１／４波長板１における部分測定画像であり、図４は、アセトンに５分間浸漬後の比較試料としての１／４波長板１１における部分測定画像である。
なお、図３および図４に示す画像は、２枚の波長板２，３が積層された各１／４波長板の主面方向における外周端面部の部分測定画像である。

図３において、αで示す線状域は光線の具合で多少滲んで見えるが、１／４波長板１の外周端面を示し、溶剤（アセトン）による接合層の侵食は認識されない。
一方、図４に示す接合層に粘着剤のみを用いた１／４波長板１１においては、βで示す領域が溶剤（アセトン）により侵食された接合層の侵食部であり、５分間程度の経過時間において侵食深さは０．３ｍｍ程度であった。この１／４波長板１１は、前記のように５．５時間経過した時点での侵食深さは、４．１４９ｍｍである。

以上の耐溶剤性試験の結果から、第１の波長板２と第２の波長板３とが接合層４を介して互いに接合された１／４波長板１は、接合層４が粘着剤の表面に接着剤を塗布して粘着剤中に接着剤が含浸した層で形成されることにより、優れた耐溶剤性能を備えている。したがって、製造工程および取り扱い時などにおける汚れなどを取り除くために行われる洗浄や拭き取り作業などの際に、溶剤が侵食するのを阻止して、接合面が剥離するのを防ぐことができる。

次に、完成した１／４波長板１の透過波面収差の確認を行った。
透過波面収差の確認は、干渉計および干渉縞解析装置を用い、完成した１／４波長板１と、新たに第１の波長板２と第２の波長板３を接着剤のみを用いて接着（接合）した比較試料としての１／４波長板について行った。比較試料としての１／４波長板は、（株）アーデル製の１液性光硬化型接着剤ＵＴ−２０を用いて、公知の方法により接着した。なお、透過波面収差の確認は、それぞれの１／４波長板について５０個ずつ行った。

干渉計および干渉縞解析装置による透過波面収差の確認は、波長５５０ｎｍにおけるＰＶ値を測定した。
その結果、接合層４を介して接合した１／４波長板１のＰＶ値（ｎｍ）は、５０個の母集団における平均値：０．０７９、レンジ：０．０３２、標準偏差：０．００７であった。一方、接着剤（（株）アーデル製の１液性光硬化型接着剤ＵＴ−２０）のみを用いて接合した比較サンプルの１／４波長板のＰＶ値（ｎｍ）は、５０個の母集団における平均値：０．０９９、レンジ：０．１７２、標準偏差：０．０３２であった。

したがって、第１の波長板２と第２の波長板３とが、粘着剤に接着剤を含浸した接合層４により接合された１／４波長板１は、優れた透過波面収差が得られる。これは、接合層４に粘着剤を含むことにより、接合層４の厚みバラツキが抑えられることで第１の波長板２および第２の波長板３の歪みが矯正されることによるものと推測される。

このように、第１の波長板２と第２の波長板３とが接合層４を用いて接合された１／４波長板１は、優れた耐溶剤性能を有する他に、優れた透過波面収差を備えることができる。また、接合層４を用いた接合は、接着剤のみを用いた場合に発生し易い第１の波長板２と第２の波長板３とのズレや、接合層４における気泡の発生を防ぐと共に、接着剤の溢れもないので、外観欠点が低減した１／４波長板１が得られる。

以上のように構成および製造された１／４波長板１は、ブルーレイディスクやＨＤ−ＤＶＤなどの次世代ＤＶＤレコーダーの光ピックアップに好適に用いることができる。
図５は、本実施形態に係る１／４波長板１を用いた光学ピックアップの概略光学構造を示す模式図である。なお、図５は、グレーティング（回析格子）、コリメータレンズおよび集光レンズなどのレンズ類、レーザ光源のレーザ出力を制御するためのフロントモニターなどを図示せずに、主要の基本光学素子のみで示す。

図５において、光ピックアップ１００は、レーザ光源１０、偏光分離素子としての偏光ビームスプリッタキューブ（以後、ＰＢＳと表す）２０、１／４波長板３０、反射ミラー４０、信号検出用受光素子５０を備えている。
また、レーザ光源１０、ＰＢＳ２０、１／４波長板３０、反射ミラー４０は、光ディスク２００に対してこの順序に配置されている。

この光ピックアップ１００は、ＤＶＤレコーダーやＤＶＤプレーヤーに組み込まれて、レーザ光源１０より射出されたレーザ光のビームスポットを、光ディスク２００の情報記録面に集光して情報データ（デジタルデータ信号）の読み出し、又は／及び情報記録面に情報データ（デジタルビット情報）の書き込みを行う電子機器装置である。

レーザ光源１０は、中心波長４０５ｎｍの青色レーザを射出するレーザダイオードである。
ＰＢＳ２０は、２つの直角二等辺三角柱プリズムの斜面間に入射光（レーザ光）をＰ偏光（直線偏光）とＳ偏光（直線偏光）とに分離する偏光分離膜２０ａが設けられている。偏光分離膜２０ａは、例えばＴｉＯ₂（酸化チタン）の高屈折率材料層と、ＳｉＯ₂（酸化ケイ素）より成る低屈折率材料層とが、交互に所定の層数成膜され、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する機能を有する。このように構成されたＰＢＳ２０は、偏光分離膜２０ａにレーザ光が４５°の角度で入射するように配置されている。

１／４波長板３０は、上記した第１の波長板２と第２の波長板３とが粘着剤に接着剤を含浸した接合層４を介して接合された１／４波長板１（図１参照）であり、入射するＰ偏光（直線偏光）を円偏光に変換する機能、および入射する円偏光を直線偏光に変換する機能を有する。
反射ミラー４０は、１／４波長板３０において円偏光に変換されて入射するレーザ光を、光ディスク２００に向かって全反射する機能を有する。

信号検出用受光素子５０は、光ディスク２００の情報記録面において反射されたレーザ光（戻り光）を受光するセンサーであり、受光したレーザ光に対応したデジタルデータ信号（情報データ）を図示しない制御回路に出力する機能を備えている。

なお、レーザ光源１０から光ディスク２００へ向かうレーザ光Ｌ１の光路を、図中に実線で示し、光ディスク２００の情報記録面において反射され、信号検出用受光素子５０に向かうレーザ光（戻り光）Ｌ２の光路を、図中に破線で示す。

このように構成された光ピックアップ１００の動作を簡単に説明する。
レーザ光源１０から射出されたレーザ光Ｌ１は、先ず、ＰＢＳ２０に入射する。ＰＢＳ２０に入射したレーザ光Ｌ１は、偏光分離膜２０ａに４５°の角度で入射して、Ｐ偏光光（直線偏光光）とＳ偏光光（直線偏光光）とに分離され、Ｐ偏光光が透過され、Ｓ偏光光が反射される。そして、偏光分離膜２０ａを透過したＰ偏光光は、１／４波長板３０に入射する。一方、偏光分離膜２０ａにおいて反射されたＳ偏光光は、共に図示しないフロントモニターに入射した後、制御回路においてレーザ光源１０のレーザ出力の制御に利用される。

１／４波長板３０では、ＰＢＳ２０より入射したＰ偏光（直線偏光）のレーザ光Ｌ１が、円偏光に変換される。そして、反射ミラー４０に入射する。
反射ミラー４０では、１／４波長板３０において円偏光に変換されて入射するレーザ光Ｌ１が、光ディスク２００に向かって全反射される。
そして、反射ミラー４０で反射された円偏光のレーザ光Ｌ１は、共に図示しないコリメータレンズで平行化され、さらに集光レンズで集光されて、光ピックアップ１００から光ディスク２００の情報記録面上に到達する。

そして、光ディスク２００の情報記録面上に到達したレーザ光Ｌ１は、情報記録面で反射される。そして、光ディスク２００で反射された円偏光のレーザ光は、戻り光のレーザ光Ｌ２として、再び光ピックアップ１００に入射する。
光ピックアップ１００に入射したレーザ光Ｌ２は、集光レンズ、コリメータレンズを介して、反射ミラー４０に入射する。反射ミラー４０では、入射したレーザ光Ｌ２が１／４波長板３０に向かって全反射され、１／４波長板３０に入射する。

１／４波長板３０では、入射した円偏光のレーザ光Ｌ２が、Ｓ偏光（直線偏光）に変換されて、ＰＢＳ２０に向かって射出される。
そして、１／４波長板３０においてＳ偏光に変換されたレーザ光Ｌ２は、ＰＢＳ２０に入射する。ＰＢＳ２０に入射したレーザ光Ｌ２は、偏光分離膜２０ａに４５°の角度で入射して、信号検出用受光素子５０に向かって反射される。

そして、偏光分離膜２０ａで反射されたＳ偏光のレーザ光Ｌ２は、信号検出用受光素子５０に入射する。
信号検出用受光素子５０では、入射したレーザ光Ｌ２が、各種信号や情報データに変換される。そして、その各種信号および情報データに基づいて、制御回路や各種アクチュエータにより、焦点位置調整やトラッキング調整などの自動制御が行われて、光ディスク２００に記録されているデジタルデータ信号の読み出し（再生）が行われたり、デジタルビット情報の書き込みが行われたりする。

なお、光ピックアップ１００は、レーザ光源１０とＰＢＳ２０との間に、レーザ光を平行化するコリメータレンズや３つのビームに分割するグレーティング（回析格子）を配置することができる。また、レーザ光源１０から射出されるレーザ光をＳ偏光に変換して用いる場合には、１／２波長板を配置することができる。

以上のように、第１の波長板２と第２の波長板３とが、粘着剤の表面に接着剤を塗布して粘着剤中に接着剤が含浸した接合層４を介して互いに接合された１／４波長板１（１／４波長板３０）を用いた光ピックアップ１００は、優れた透過波面収差が得られるので、レーザ光源１０から射出されたレーザ光を、光ディスク２００の情報記録面に集光して情報データ（デジタルデータ信号）の読み出し、および情報記録面に情報データ（デジタルビット情報）の書き込みを行う際に、情報の劣化を抑えた光ピックアップ１００が得られる。よって、ハイビジョンなどの高画質化に伴って、ますます厳しくなる透過波面収差規格に対応することが可能となる。

なお、光ピックアップ１００において、１／４波長板３０（１／４波長板１）が中心波長４０５ｎｍの青色波長帯に対応した構成の場合で説明したが、中心波長６６０ｎｍの赤色波長帯に対応した１／４波長板、あるいは中心波長７８５ｎｍの赤外波長帯に対応した１／４波長板であってもよい。こうした１／４波長板１の波長域は、各波長板の板厚および位相差を適宜調整することで可能となる。なお、前者の１／４波長板は、赤色半導体レーザを配置したＤＶＤ機器の光ピックアップに好適に利用することができる。また、後者の１／４波長板は、赤外半導体レーザを配置したＣＤ機器の光ピックアップに好適に利用することができる。

また、光ピックアップ１００において、積層波長板として１／４波長板３０の場合を説明したが、粘着剤に接着剤を含浸した接合層４を用いて接合する積層波長板であれば、１／２（λ／２）波長板であってもよい。１／２波長板は、レーザ光源１０から射出されるレーザ光をＳ偏光に変換して用いる場合に好適に用いることができる。

さらに、光ピックアップ１００において、１／４波長板３０を青色半導体レーザに対応したＤＶＤレコーダーの光ピックアップに用いた場合を説明したが、青色半導体レーザ対応の高密度ＤＶＤ光ディスク、赤色半導体レーザ対応のＤＶＤ光ディスクおよび赤外半導体レーザに対応したＣＤディスクのいずれに対しても光情報の記録／再生を行うことが可能な３波長対応の光ピックアップの場合であってもよい。

以上のように粘着剤に接着剤が含浸した接合層４を介して互いに接合された光学素子としては、１／４波長板および１／２波長板などの積層波長板の他に、複数の各種プリズムを接合した偏光ビームスプリッタ、貼り合わせタイプのローパスフィルタ、あるいは水晶位相差板が接合された偏光変換素子などが挙げられる。これらの光学素子であっても、１／４波長板１の場合と同様の効果が得られる。

また、１／４波長板１を構成する第１の波長板２および第２の波長板３として、水晶板を用いた場合で説明したが、水晶板に代えてニオブ酸リチウム、チリ硝石、方解石、ルチル、ＫＤＰ（ＫＨ₂ＰＯ₄）、ＡＤＰ（ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄）などの複屈折性を有する材料を用いることもできる。但し、強度面やコスト面から水晶板を用いるのが最も好ましい。

（ａ）は本実施形態に係る１／４波長板の構成を示す模式正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面における模式断面図。 比較試料としての１／４波長板の耐溶剤性試験における浸漬時間と侵食深さとの関係を示すグラフ。 アセトンに２２時間浸漬後の１／４波長板における部分測定画像。 アセトンに５分間浸漬後の比較試料としての１／４波長板における部分測定画像。 本実施形態に係る１／４波長板を用いた光学ピックアップの概略光学構造を示す模式図。

符号の説明

１，１１，３０…光学素子および積層波長板としての１／４波長板、２…複屈折性を有する透明結晶基材としての第１の波長板、３…複屈折性を有する透明結晶基材としての第２の波長板、４…接合層、１０…レーザ光源、２０…偏光ビームスプリッタキューブ（ＰＢＳ）、２０ａ…偏光分離膜、４０…反射ミラー、５０…信号検出用受光素子、１００…光ピックアップ、２００…光ディスク、α，β…侵食部（剥離部）。

Claims (4)

1. 複数の透明結晶基材が接合層を介して互いに接合された光学素子であって、
   粘着剤の表面に接着剤を塗布し、前記接着剤を含浸した前記粘着剤で形成された前記接合層を備えたこと特徴とする光学素子。
2. 請求項１に記載の光学素子であって、
   前記透明結晶基材が複屈折性を有する水晶板より成り、複数の前記水晶板が積層された積層波長板であることを特徴とする光学素子。
3. 第１の透明結晶基材と第２の透明結晶基材とが接合層を介して互いに接合された光学素子の製造方法であって、
   前記第１の透明結晶基材の表面に両面接着シート状の粘着剤を貼り合わせる粘着剤貼り合せ工程と、
   前記粘着剤の表面に接着剤を塗布して前記粘着剤中に前記接着剤を含浸する接着剤塗布工程と、
   前記接着剤が塗布された前記粘着剤の表面に前記第２の透明結晶基材を貼り合わせる基材貼り合せ工程と、
   互いに貼り合された前記透明結晶基材にエネルギー線を照射して前記粘着剤中に含浸した前記接着剤を硬化する接着剤硬化工程と、
   を備えたことを特徴とする光学素子の製造方法。
4. 請求項３に記載の光学素子の製造方法であって、
   前記接着剤の塗布量が、前記粘着剤の単位体積あたり０．０１６６ｇ／ｍｍ³程度であることを特徴とする光学素子の製造方法。