JP2010217822A

JP2010217822A - 光学物品の製造方法

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Publication number: JP2010217822A
Application number: JP2009067518A
Authority: JP
Inventors: Keiko Kumagai; 恵子熊谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】接着剤の厚みが均一な光学物品の製造方法を提供すること
【解決手段】接着剤１８を介して複数の透光性部材の主面を互いに貼りあわせる、光学物品の製造方法であって、スペーサー１３を含有していない光学接着剤液１８１と、前記スペーサー１３が分散された光学接着剤液１８２と、をそれぞれ滴下する滴下工程と、複数の透光性部材の主面同士を互いに押圧して前記光学接着剤液を前記主面の間に押し広げて挟持する挟持工程と、を備え、前記滴下工程では、前記透光性部材１４の中心部Ａと前記中心部Ａ以外の領域とに滴下されることを特徴とする光学物品の製造方法。
【選択図】図６

Description

本発明は、偏光変換素子、その他の光学物品の製造方法に関する。

光ピックアップや液晶プロジェクター、その他の装置において、複数の透光性部材が積層されて形成された光学物品が用いられている。
このような光学物品として、複数の透光性部材の間に偏光分離膜と反射膜とを交互に配置し、前記偏光分離膜の光射出面側に水晶位相板を設けた偏光変換素子（ＰＳ変換素子）が知られている。

例えば、第１の透光性部材の一方の面に偏光分離膜を形成し、第１の透光性部材のもう一方の面に反射膜を形成し、第２の透光性部材の一方の面に水晶位相板である水晶板を接着し、次に第１の透光性部材の偏光分離膜と水晶位相板（水晶板）とが対向するように、第１の透光性部材と第２の透光性部材とを積層して接着した従来例（特許文献１および特許文献２参照）がある。この水晶位相板の厚みは、ＰＳ変換素子の偏光変換効率が最適になるように薄片加工される。この薄片加工では、水晶位相板と接着してある第２の透光性部材の他方の面を基準面として、水晶板を研磨しておこなう。

このような光学物品の接着において、特に光線が透過する有効領域を含む部位を接合する場合には光学接着剤を用いる。この光学接着剤は紫外線照射や加温等により硬化すると、実用上望まれる光学特性が得られるように材料設計された光学接着剤である。

特許４０８０１９８号特開２００７−２０６２２５号公報

特許文献１および特許文献２に示される従来例では、目標の偏光変換効率を得る為に、高精度な水晶板の厚み加工が要求される。しかしながら、水晶板を透光性部材に接着する際、液状の光学接着剤を用いるため、接着剤の厚みに不均一が生じるおそれがある。このため、透光性部材の面を基準面として水晶板を薄片加工する場合、接着剤の厚みの不均一性が原因となって、水晶位相板の厚みを均一にできないという問題があった。
そして、水晶位相板の厚みの不均一は、ＰＳ変換素子の偏光変換効率の低下を発生させる原因となるため、高精度な偏光変換精度を有するＰＳ変換素子を製造することが困難という問題が挙げられる。

本発明の目的は、接着層の厚みが均一な光学物品の製造方法を提供することにある。

［適用例１］
本適用例における光学物品の製造方法は、光学接着剤を介して複数の透光性部材の主面を互いに貼りあわせる、光学物品の製造方法であって、前記光学接着剤は光学接着剤液から形成され、前記光学接着剤液を前記透光性部材の主面上の滴下箇所に滴下する滴下工程と、前記複数の透光性部材の主面同士を互いに押圧して前記光学接着剤液を前記主面の間に押し広げて挟持する挟持工程と、を備え、前記光学接着剤液は第一の光学接着剤液と第二の光学接着剤液であって、前記第一の光学接着剤液はスペーサー粒子を液中に分散した光学接着剤液であり、前記第二の光学接着剤液はスペーサー粒子を含有しない光学接着剤液であり、前記滴下工程では、前記第二の光学接着剤液を前記透光性部材の主面上の中心部に滴下し、前記第一の光学接着剤液を前記中心部と前記主面上の外縁部との中間領域に滴下することを特徴とする。

この構成の本適用例では、スペーサー粒子を含まない第二の光学接着剤液を透光性部材の主面上の中心部に滴下し、スペーサー粒子を分散させた第一の光学接着剤液を前記中心部と前記主面上の外縁部との中間領域に滴下する。
このため、複数の透光性部材の主面同士を互いに押圧してこれらの光学接着剤液を押し広げる際、中心部に滴下された第二の光学接着剤液は中心部に濡れ広がる。また、これと同時に中心部と主面上の外縁部との中間領域に滴下された第一の光学接着剤液は中心部から濡れ広がる第二の光学接着剤液とともに外周縁へと押し出される。
このとき、これら光学接着剤液に伴ってスペーサー粒子も流動するため、多くのスペーサー粒子は透光性部材の外縁部の端部の近くに偏在することとなる。

挟持工程において、主面同士を押圧する力を伝達する力点は、外縁部の端部に位置することが多い。従って、主面上の中心部よりも外縁部の近くに一層大きな力が加わるので、スペーサー粒子がこの外縁部に近い箇所に偏在すれば、接着剤の厚みの制御はより効果的である。

また、挟持工程において第一の光学接着剤液と第二の光学接着剤液とが同時に押し広げられることにより、多くのスペーサー粒子が透光性部材の外周縁の端部の近くに偏在することとなる。このため、第一の光学接着剤液を用いて外縁部の端部に沿ってスペーサー粒子を用いた均一な厚みの接着剤の凸形状の壁を形成後、これらの壁に囲まれた領域に第二の光学接着剤を注入して挟持する方法に比べて、より少ない工程数で実施でき、また、気泡の混入を防ぐ為に真空注入等の方法を用いなくてもよい。
よって、本適用例では、光学接着剤の厚みを均一にすることができ、簡易で安価な製造方法により厚みムラを容易に解消することができる。

以上より、本適用例における光学物品の製造方法では、スペーサー粒子が主面中心部付近には少なく、外縁部の端部の近くに多く分布した光学接着剤を形成できるので、スペーサー粒子による光学物品の光学特性への影響を少なくすることができる。従ってスペーサー粒子を光学特性の制約無しに材料選択できるので、接着剤の厚み制御等の特性に優れた材料のスペーサー粒子を分散させた光学接着剤液を用いることができる。
従って、光学接着剤の厚みムラがなく、スペーサー粒子による光学特性への影響が少ない、優れた光学特性を有する光学物品を容易にかつ、精度よく得ることができる。

［適用例２］
本適用例における光学物品の製造方法は、前記滴下工程では、前記第一の光学接着剤液と前記第二の光学接着剤液とをそれぞれ加温してから滴下することが好ましい。

この構成の本適用例では、前記滴下工程では、前記第一の光学接着剤液と前記第二の光学接着剤液とをそれぞれ加温してから滴下するので、それぞれの光学接着剤液の流動性（粘性）を調整でき、挟持工程の光学接着剤液の濡れ広がりを適正なものにできる。
スペーサー粒子が主面上の中心部に近いほうに寄って偏在する場合、中心部に近い滴下箇所に滴下する第二の光学接着剤液の温度を第一の光学接着剤液よりも高くすることにより、滴下して挟持する前の第二の光学接着剤液の濡れ広がりを広くすることにより、スペーサー粒子を外縁部の端部に近く分布させることができる。第二の光学接着剤液は液温が高いことにより、流動性が大きいので挟持する前に外縁部の端部に近いほうへ拡がりやすい。従って、これを挟持すれば、スペーサー粒子が分散されていない第二の光学接着剤液が第一の光学接着剤液より大きな面積で拡がるので、スペーサー粒子は外縁部の端部に一層近い箇所に分布する。
これとは異なり、スペーサー粒子が外縁部の端部に近いほうに寄って偏在する場合は、中心部に近い滴下箇所に滴下する第二の光学接着剤液の温度を第一の光学接着剤液よりも低くする。第二の光学接着剤液の温度を第一の光学接着剤液より低くすることにより、滴下して挟持する前の第二の光学接着剤液の濡れ広がりを狭くする。これを挟持すれば、第一の光学接着剤液は中心部に向かっても押し広げられるので、挟持後のスペーサー粒子をより一層中心部に近く分布させることができる。

［適用例３］
本適用例における光学物品の製造方法は、前記滴下工程では、前記第二の光学接着剤液が帯状の滴下箇所に滴下され、前記帯状の滴下箇所が外縁部の端部に概ね平行であることが好ましい。

この構成の本適用例では、スペーサー粒子を分散した第二の光学接着剤液が帯状の滴下箇所に滴下され、前記帯状の滴下箇所が外縁部の端部に概ね平行であるので、スペーサーが透光性部材の外周縁の端部に近い領域の細い幅の領域に偏在することとなる。
よって、本適用例では、スペーサー粒子が外周縁の端部に近い領域の細い幅の領域に偏在するので、スペーサー粒子が分布しない領域が主面の中心部で広い面積で形成されるので光学的な影響をより小さくできる。
したがって、光学接着剤の厚みムラがなく、スペーサー粒子による光学特性への影響もない、優れた光学特性を有する光学物品を容易にかつ、精度よく得ることができる。

［適用例４］
本適用例における光学物品の製造方法は、前記透光性部材はガラス基板と水晶位相板であって、前記光学物品は、前記ガラス基板と前記水晶位相板とが積層された第一積層体と、前記ガラス基板の主面に偏光分離膜および反射膜が形成された第二積層体と、が交互に配列された偏光変換素子であることが好ましい。

この構成の本適用例では、ガラス基板と前記水晶位相板とが積層された第一積層体の端部からオフセットした箇所から切断するので、第一積層体に挟まれる光学接着剤において、スペーサー粒子が偏在する端部を光学物品となる部分から除外することができる。
よって、光学物品の製造工程において、スペーサー粒子を用いることで光学接着層の厚みムラを解消し、水晶位相板の板厚を精度良く研磨するとともに、完成した光学物品には、その光学接着剤にスペーサー粒子が含まれることは少ないのでスペーサー粒子による光学特性への影響はない。
したがって、本適用例では、光学接着剤の厚みを均一とし、水晶板の板厚を高精度に加工できるとともに、完成した光学物品の光学特性に何ら影響を与えないようにすることができる。

第１実施形態におけるＰＳ変換素子の概略図。第１実施形態におけるガラス基板に光学接着剤液を滴下した状態を示す概略図。第１実施形態におけるノズル第１実施形態における光学接着剤液の粘度の温度依存性を示すグラフ第１実施形態におけるガラス基板と水晶位相板（水晶板）とを貼り合せる方法を説明するための概略図。第１実施形態におけるガラス基板と水晶位相板（水晶板）とを貼り合わせる方法を説明するための模式図。第１実施形態における水晶位相板（水晶板）の薄片加工工程を説明するための概略図。第１実施形態における第一積層体と第二積層体とを積層する方法を説明するための概略図。第１実施形態における第一積層体と第二積層体とを積層した積層体を示す斜視図。第１実施形態における積層体の切断を説明するための模式図。第１実施形態における積層体の切断を説明するための模式図。ＰＳ変換素子を用いた投射型表示装置ＰＳ変換素子を透過する光線の概念図第２実施形態におけるガラス基板に光学接着剤液を滴下した状態を示す概略図。変形例におけるガラス基板に光学接着剤液を滴下した状態を示す概略図。変形例におけるガラス基板に光学接着剤液を滴下した状態を示す概略図。

［光学系の構成］
図１は、第１実施形態における偏光変換素子の概略図である。
図１に示される通り、ＰＳ変換素子１は、互いに略平行な光入射面１１と光出射面１２とが形成され、光出射面１２に４５度の角度をもって複数の界面で設けられた複数の透光部材であるガラス基板（以下、ガラス基板）１４と、複数の界面に交互に設けられた偏光分離膜１５および反射膜１６と、偏光分離膜１５とガラス基板１４との間に設けられた水晶位相板（以下、水晶板）１７と、ガラス基板１４、偏光分離膜１５、反射膜１６および水晶板１７の界面に設けられた光学接着剤１８と、を備える。

ガラス基板１４は、断面三角形や断面平行四辺形の角柱部材から形成されており、界面を構成する斜面に偏光分離膜１５と反射膜１６とが交互に配置されている。
ガラス基板１４は第１実施形態において光学物品を構成するものであり、それを構成する材料としては、ＢＫ７等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラスをはじめとするガラスを例示できる。

光学接着剤１８には、２種類の光学接着剤液１８１，１８２が用いられている。第一の光学接着剤液１８２には、スペーサー粒子１３が分散されている。一方、第二の光学接着剤液１８１にはスペーサー粒子１３が含まれていない。
また、スペーサー粒子１３は、第一の光学接着剤液１８２と実用上ほぼ同等の屈折率有するのが好ましく、スペーサー粒子１３の粒径は、２μｍ〜１０μｍ程度のものを用いる。

光学接着剤１８を形成する光学接着剤液１８１，１８２には、紫外線硬化型を用いることができる。そしてこのとき、これら光学接着剤液１８１，１８２の主成分には、同じ組成のものを用いるのが好ましい。なお、硬化処理前の液状の光学接着剤液と硬化後の接着剤とは同じ組成でも屈折率が異なる。これを明示するために、硬化前の液状の接着剤を接着剤液として記述し、硬化後の接着剤を接着剤と表記した。

偏光分離膜１５は誘電体多層膜で形成され、入射した光線束（Ｓ偏光光とＰ偏光光）を、Ｓ偏光の部分光束（Ｓ偏光光）とＰ偏光の部分光束（Ｐ偏光光）とに分離し、Ｓ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過する機能を有する。
誘電体多層膜は、例えば、ＳｉＯ_２よりなる低屈折率層と、ＭｇＦ_２よりなる高屈折率層と、Ｌａ_２Ｏ_３とＡｌ_２Ｏ_３の重量割合が１：３の混合物よりなる中屈折率層とが、所定の順序および光学膜厚で形成された多層膜を例示できる。

反射膜１６は誘電体多層膜または金属膜で形成され、反射膜１６に入射したＳ偏光光をそのまま反射する機能を有する。反射膜１６を構成する多層膜はＳｉＯ_２よりなる低屈折率層とＴｉＯ_２よりなる高屈折率層とが所定の順序および光学膜厚で交互に形成された多層膜を例示できる。

水晶板１７は、厚さが例えば、２８μｍとして光学設計された１／２波長板であり、偏光分離膜１５の光出射面１２側に密着固定されている。
水晶板１７は、ＳｉＯ_２の単結晶からなる水晶によって形成される波長板であり、この水晶は人工水晶でも天然水晶でもよい。
図１に示される通り、ＰＳ変換素子１は、ガラス基板１４、接着層１８および水晶板１７を１つのユニットとする第一積層体１Ａと、偏光分離膜１５、ガラス基板１４および反射膜１６を１つのユニットとする第二積層体１Ｂと、を繰り返し貼り合わせた繰返し構造を有する。

第１実施形態の光学物品の製造方法について説明する。
［分散工程］
撹拌翼を有する撹拌装置を備えた図示しない混合撹拌槽に光学接着剤液を投入する。その後、撹拌装置で撹拌しながら混合撹拌槽にスペーサー粒子を投入する。このとき、スペーサー粒子は、ダマにならないように少量ずつ投入していく。そして、投入後は、スペーサー粒子が均一に分散するまで撹拌を続ける。スペーサー粒子が分散された光学接着剤液は第一の光学接着剤液として用いられる。なお、例えば、スペーサー粒子１３は、第一の光学接着剤液１８２の主成分に対して０．１重量％以上３重量％未満の濃度で分散されている。

［滴下工程］
図２は、ガラス基板に光学接着剤液を滴下した状態を示す概略図である。
ガラス基板１４は、その外縁部を除いた領域としての光透過部Ａを有している。この光透過部Ａは図１に示すＰＳ変換素子において光が透過する主な領域である。
滴下工程では、ガラス基板１４の主面の中心部に第二の光学接着剤１８１を滴下し、ガラス基板１４の主面の中心部と前記主面上の外縁部との中間領域に第一の光学接着剤１８２を滴下する。なお、本実施例ではガラス基板への滴下を例示するが、水晶板への滴下をおこなってもよい。
このとき、光学接着剤液１８１，１８２を滴下する方法としては、図３に示すようなノズルを用いるのが好ましく、さらにこのノズルを複数個備えたディスペンサーを用いて光学接着剤液１８１，１８２を一度に滴下してもよい。主面の中心部に第二の光学接着剤液１８１を滴下した後、次に中心部と前記主面上の外縁部との中間領域に第一の光学接着剤液１８２を滴下してもよい。また、その逆の手順として、中心部と前記主面上の外縁部との中間領域に第一の光学接着剤液１８２を滴下し、次に中心部に第二の光学接着剤液１８１を滴下してもよい。

また、これらを滴下する際、第二の光学接着剤液１８１と第一の光学接着剤液１８２の温度がそれぞれ所望の温度に調整されていることが好ましい。図３は光学接着剤液１８０の温度調整機構を有するノズルを例示した図である。脱着可能なシリンジ容器４１に光学接着剤液１８０を充填し、このシリンジ容器４１を外装したヒーター４３により光学接着剤液１８０を設定温度に加温する。加温された光学接着剤１８０は圧空系４２により加圧吐出される。第一の光学接着剤液と第二の光学接着剤液にそれぞれ同様なノズルが用意し、それぞれ所望の温度で加温しながら吐出して、透光部材の主面上のそれぞれの滴下場所に滴下する。なお、図３の光学接着剤１８０を光学接着剤液１８１または光学接着剤液１８２として実施してもよい。
図４に本実施例で用いた光学接着剤液ＰｈｏｔｏＢｏｎｄ３００（サンライズＭＳＩ社製）の粘度の温度依存性を示す。液温４０℃付近では粘度の温度依存性（流動性の変化）が安定するので、概ね液温４０℃を上限として、第一の光学接着剤と第二の光学接着剤の液温をそれぞれ設定することにより、滴下工程でのそれぞれの接着剤液の濡れ広がりを調整して、挟持工程後のスペーサー粒子の主面上の分布を制御することができる。
例えば、主面の中心部にスペーサー粒子１３が多く分布しすぎる場合は、第二の光学接着剤１８１の液温を４０℃、第一の光学接着剤液１８２の液温を３５℃に設定してそれぞれ滴下する。スペーサー粒子１３を含まない第二の光学接着剤液は粘性が低いので中心部に滴下後、より広い面積に濡れ広がり、これらを挟持すれば、中心部の広い領域にスペーサー粒子１３の分布が少ない光学接着剤１８を形成することができる。

［挟持工程］
図５に示すように、矩形状の台座２１は、４本の係合ピン２２が立設されている。この台座２１の上に平板状のガラス基板１４を載置し、このガラス基板１４の上に第二の光学接着剤液１８１、第一の光学接着剤液１８２を滴下し支持体１４Ａを形成し、この支持体１４Ａの上に水晶板１７を重ね合わせる。その後、水晶板１７の上から重石板２３を載置することで、ガラス基板と水晶板に適度な押圧を加える。この重石板２３は、係合ピン２２に対応する位置に挿通穴２４が設けられており、挿通穴２４に係合ピン２２が挿通されながら、台座２１との距離が近づくようになっている。このため、重石板２３は、台座２１に対して回動することが規制されている。
よって、ガラス基板１４と水晶板１７とを押圧する際、ガラス基板１４と水晶板１７とができるだけ平行に押し合うようにするが、厳密に平行にできないので、一方の端部に圧力が偏在する。従って外縁部の端部にスペーサー粒子をより多く分布させれば、このような局所的に外縁部へ加わる押し圧の偏在に対しても均一な接着剤の厚みにすることができる。

図６は、第１実施形態におけるガラス基板と水晶板とを貼り合わせる方法を説明するための模式図である。
図６（Ａ）に示すように、ガラス基板１４の主面の中心部に第二の光学接着剤液１８１を、その中心部と主面上の外縁部との中間領域に第一の光学接着剤液１８２を滴下し、その上から水晶板１７を重ね合わせる。このとき、図６（Ｂ）に示すように、第二の光学接着剤液１８１は水晶板１７が押付けられることにより、外周方向へ濡れ広がっていく。一方、第一の光学接着剤液１８２は、中心方向と外縁部方向との両側へと濡れ広がる。
ここで、第二の光学接着剤液１８１は第一の光学接着剤液１８２より、水晶板１７を押付けてガラス基板１４に近接させていくにつれて、第二の光学接着剤液１８１の外縁部方向への濡れ広がりが、第一の光学接着剤液１８２の中心方向への濡れ広がりに対抗し、第一の光学接着剤１８２を外縁部方向へと押し流す。

そして、図６（Ｃ）に示すように、第二の光学接着剤液１８１はガラス基板１４の主面の中心部、すなわち光透過部Ａの中心に分布し、第一の光学接着剤液１８２は光透過部Ａの外縁部に近く分布することとなる。つまり、光透過部Ａの中心には、スペーサー粒子１３がほとんど存在せず、光透過部Ａの外縁部の近くにはスペーサー粒子１３が偏在することとなる。

［薄片加工工程］
図７に基づいて薄片加工工程について説明する。
図７は、第１実施形態における水晶板の薄片加工工程を説明するための概略図である。
薄片加工を行う装置としては、図７（Ａ）に示されるように、平板状の支持板３１と、支持板３１の支持面３１Ａに平行な摺動面３２Ａを有し、支持面３１Ａに対して摺動面３２Ａを平行に保った状態で円を描くように動作可能な砥石３２を有する装置を用いる。
第一積層体１Ａを、ガラス基板１４が支持面３１Ａに接する状態となるように支持板３１上で支持する。一方、水晶板１７は、上方より摺動面３２Ａが所定圧力で当接される。そして、水晶板１７は、砥石３２が円を描くように動くことで、摺動面３２Ａと摺動される。これにより、図７（Ｂ）に示されるように、水晶板１７は、研削または研磨されて薄片加工される。これにより、第一積層体１Ａが得られる。

［積層体形成工程］
図８および図９に基づいて積層体形成工程について説明する。
図８は、第１実施形態における第一積層体と第二積層体とを積層する方法を説明するための概略図である。図９は、第１実施形態における第一積層体と第二積層体とを積層した積層体を示す斜視図である。
第二積層体１Ｂは、別のガラス基板１４の平面に偏光分離膜１５と反射膜１６とをそれぞれ蒸着させて作製する。図８に示すように、台座２１の平面に対して４５°に傾斜したプレートＰに端部下端がそれぞれ当接するように第一積層体１Ａおよび第二積層体１Ｂを水平方向にずらして配置する。
これにより、図９に示すような、第一積層体１Ａと第二積層体１Ｂとが４５°ずれた積層体１０が形成されることとなる。

［切断工程］
積層体１０を所定形状に切断する切断工程を図１０および図１１に基づいて説明する。
図１０は、第１実施形態における積層体の切断を説明するための模式図である。図１１は、第１実施形態における積層体の切断を説明するための模式図である。
図１０で示される通り、積層された第一積層体１Ａと第二積層体１Ｂとに光学素子平面に対してプレートＰ（図８参照）の配置方向と平行、つまり、光学素子の平面に対して４５°の方向Ｌに沿って所定間隔毎に切断する。これにより、ブロック１９は端面が平行四辺形となる。

切断後、図１１に示される通り、ブロック１９の端部を揃えて上下に複数積層し、左右両側部分をトリミングする。つまり、最も左側に位置する偏光分離膜１５または反射膜１６の上縁同士をつなげ、かつ、最も右側に位置する偏光分離膜１５または反射膜１６の下縁同士をつなげるようにブロック１９の平面に対して垂直な方向Ｖに沿って切断することにより、ＰＳ変換素子１（図１参照）が得られる。
図１２にこのＰＳ変換素子１を用いた投射型表示装置の一例を示す。ＰＳ変換素子１は画像表示光学系１０２に白色光を供給する照明系１０１の光学物品のひとつである。ランプハウスから放射された光線（点線で例示）がレンズ５１等で集光されて、ＰＳ変換素子１に入射する。この入射光等の詳細を図１３に示す。レンズ５１に集光された光が偏光分離膜１５に入射する。この光の光量分布を模式的に図１３に示す。光線の中心を極大とした正規分布をした光量分布となる。この光線の中心とは光透過部Ａの中心のことである。この光透過部Ａの中心の光強度が強いので、偏光分離膜で分離したＰ偏光が水晶位相板でＳ偏光に変換される際、スペーサー粒子１３の分布がこの光透過部Ａの中心に少ないほうが偏光変換効率は高く、より明るい光を画像表示光学系１０２に供給できる。

以上の構成の第１実施形態では次の作用効果を奏することができる。
（１）第１実施形態では、滴下工程において、ガラス基板の主面の中心部に第二の光学接着剤液１８１を滴下し、そのガラス基板１４の中心部と前記主面上の外縁部との中間領域に第一の光学接着剤液１８２を滴下する。そして、この上から水晶板１７を重ね合わせている。
このため、第二の光学接着剤液１８１は水晶板１７が押付けられることにより、外縁部方向へ濡れ広がっていく。一方、第一の光学接着剤液１８２は、中心方向と外縁部方向との両側へと濡れ広がる。そして、水晶板１７を押付けてガラス基板１４に近接させていくにつれて、第二の光学接着剤液１８１の外縁部方向への濡れ広がりが、第一の光学接着剤液１８２の中心方向への濡れ広がりに対抗し、第一の光学接着剤液１８２を外縁部方向へと押し流す。その結果、第二の光学接着剤液１８１は光透過部Ａの中心に位置し、第一の光学接着剤液１８２は光透過部Ａの外縁部の近くに位置することとなる。
よって、光透過部Ａの中心には、スペーサー粒子１３がほとんど存在せず、光透過部Ａの外縁部の近くにはスペーサー１３粒子が偏在することとなる。

したがって、第１実施形態では、光学接着剤１８を均一な厚みで形成することができるので、光学接着剤１８の厚みムラがなく、スペーサー粒子１３による光学特性への影響もない、優れた光学特性を有する光学物品を容易にかつ、精度よく得ることができる。

挟持工程において、主面同士を押圧する力を伝達する力点は、外縁部の端部に位置することが多い。従って、主面上の中心部よりも外縁部の近くに一層大きな力が加わるので、スペーサー粒子がこの外縁部に近い箇所に偏在すれば、光学接着剤１８の厚みの制御はより効果的である。
また、挟持工程において第一の光学接着剤液１８２と第二の光学接着剤液１８１とが同時に押し広げられることにより、スペーサー粒子１３が透光性部材の外縁部の近くに偏在することとなる。このため、第一の接着剤液１８２を用いて外縁部の端部に沿ってスペーサー粒子１３を用いた均一な厚みの光学接着剤の凸形状の壁を形成後、これらの壁に囲まれた領域に第二の光学接着剤液１８１を注入して挟持する方法に比べて、より少ない工程数で実施でき、また、気泡の混入を防ぐ為に真空注入等の方法を用いなくてもよい。
よって、光学接着剤１８の厚みを均一にすることができ、簡易で安価な製造方法により厚みムラを容易に解消することができる。

（２）第１実施形態の滴下工程では、前記第一の光学接着剤液１８２と前記第二の光学接着剤液１８１とをそれぞれ加温してから滴下するので、それぞれの光学接着剤液の流動性（粘性）を調整でき、挟持工程前の光学接着剤液の濡れ広がりを適正なものにできる。
スペーサー粒子１３が主面上の中心部に近いほうに寄って偏在する場合、中心部に近い滴下箇所に滴下する第二の光学接着剤液１８１の温度を第一の光学接着剤液１８２よりも高くすることにより、滴下して挟持する前の第二の光学接着剤液１８１の濡れ広がりを広くすることにより、スペーサー粒子１３を外縁部の端部に近く分布させることができる。第二の光学接着剤液１８１は液温が高いことにより、流動性が大きいので挟持する前に外縁部の端部に近いほうへ拡がりやすい。従って、これを挟持すれば、スペーサー粒子１３が分散されていない第二の接着剤液１８１がより大きな面積で拡がるので、スペーサー粒子１３は外縁部の端部に近く分布する。
これとは異なり、スペーサー粒子１３が外縁部の端部に近いほうに寄って偏在する場合、中心部に近い滴下箇所に滴下する第二の光学接着剤液１８１の温度を第一の光学接着剤液１８２よりも低くする。第二の光学接着剤液１８１の温度を第一の光学接着剤液１８２より低くすることにより、滴下して挟持する前の第二の光学接着剤液１８１の濡れ広がりを狭くする。これを挟持すれば、第一の光学接着剤液１８２は中心部に向かっても押し広げられるので、挟持後のスペーサー粒子１３をより中心部に近く分布させることができる。

次に、本発明の第２実施形態を図１４に基づいて説明する。
図１４には、本発明の第２実施形態における光学物品の製造方法を表す模式図が示されている。
第２実施形態は、第１実施形態とは、第二の光学接着剤液１８１が帯状の滴下箇所に滴下され、前記帯状の滴下箇所が外縁部の端部に概ね平行である点で異なるものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。

従って、第２実施形態では、第１実施形態の効果（１），（２）と同様な作用効果を奏することができる。さらに、以下のような作用効果を奏することができる。
（３）第２実施形態では、スペーサー粒子１３を分散した第二の光学接着剤液１８１が帯状の滴下箇所に滴下され、前記帯状の滴下箇所が外縁部の端部に概ね平行であるので、スペーサー粒子１３が透光性部材の外周縁の端部に近い領域の細い幅の領域に偏在することとなる。
よって、本適用例では、スペーサー粒子１３が外周縁の端部に近い領域の細い幅の領域に偏在し、かつスペーサー粒子１３が分布しない領域が主面の中心部の広い面積において形成されるので光学物品への光学的な影響をより小さくできる。
したがって、光学接着剤１８の厚みムラがなく、スペーサー粒子１３による光学特性への影響もない、優れた光学特性を有する光学物品を容易にかつ、精度よく得ることができる。

次に、第１実施形態の偏光変換素子１の製造方法について、実施例により具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
＜接着剤の調合＞
第一の光学接着剤液１８２に分散するスペーサー１３の濃度が主成分に対して２ｗｔ％となるように調合し、回転数１５０ｒｐｍで２時間攪拌を行った。このとき、スペーサー１３の分散性は良好であり、第一の光学接着剤液１８２中に均一にスペーサー１３が分散していることを目視で確認した。

＜貼り合わせ＞
ガラス基板１４上の主面上の中心部に第二の光学接着剤液１８１を０．０４ｇ滴下し、その中心部と前記主面上の外縁部との中間領域にスペーサー１３を含有する第一の光学接着剤液１８２を０．０２ｇ滴下し、その上から水晶板１７を載置する。そして、第二光学接着剤液１８１と第一光学接着剤液１８２がほぼ主面全体に濡れ広がったところで、１ｋＮの加重をガラス基板１４と水晶板１７とに６０ｓｅｃ加える。加圧後、２ｍＷ/ｃｍ^２のＵＶランプを３００ｓｅｃ照射し、第二の光学接着剤液１８１と第一の光学接着剤液１８２を一緒に硬化させた。

＜貼り合わせ評価＞
（厚みムラの評価）
レーザー干渉計（Ｆｕｊｉｎｏｎ社製）を用いて、ガラス基板１４と水晶板１７とを貼り合せたものの透過波面収差を測定した。測定領域は偏光変換素子１にした際の光透過部Ａ（図２参照）と一致させてある。具体的には、ガラス基板１４および水晶板１７の外周部１．５ｍｍを除いてある。

（ヘイズ値の評価）
ヘイズ値の評価については、スガ試験機社製のＴＭダブルビーム方式ヘーズコンピューターＨＺ−２を用いて３回測定を行い、算術平均したものを結果とした。

＜使用部材＞
ガラス基板１４、水晶板１７、光学接着剤１８およびスペーサー粒子１３としては、以下に示すものを使用した
・ガラス基板１４（厚み２．８ｍｍ、ＰＶ＝０．００１ｍｍ以下、平行度±０．００１以下）
・水晶板１７（厚み０．１ｍｍ、ＰＶ＝０．００１ｍｍ以下）
・光学接着剤１８（サンライズＭＳＩ社製：ＰｈｏｔｏＢｏｎｄ３００、紫外線硬化型、硬化後屈折率１．５１、硬化前は液状）
・スペーサー粒子１３（日本触媒製：エポスターＹＳ、屈折率１．５１、粒径５．０μm、ＣＶ値３．５）

［実施例２］
実施例２で使用したスペーサー１３粒子は以下の通り。
・スペーサー粒子１３（日揮触媒化学社製：真絲球、屈折率１．４５、粒径５．０μm、ＣＶ値１．６）
その他は、実施例１と同様の構成である。
［比較例１］
比較例１では、実施例１の第二光学接着剤液１８１のみを用いた。
その他は、実施例１と同様の構成である。

＜結果＞
実施例および比較例の結果を以下の表１に示す。

＜まとめ＞
中心部と前記主面上の外縁部との中間領域にスペーサー粒子１３を分散させた光学接着剤液を用いた実施例では、透過波面収差が小さく、接着剤１８が厚みムラなく均一に形成できたことを確認できた。
しかし、スペーサー粒子１３を含まない光学接着剤液を用いた比較例では、透過波面収差が４．２９μｍと大きく、接着剤１８の厚みが不均一であることが確認できた。
また、ヘイズ値については、実施例・比較例ともにほぼ同等の値を示した。
以上より、実施例では、スペーサー粒子１３を用いているため、接着剤１８の厚みが均一であることが確認できた。さらに、実施例では、光透過部Ａにスペーサー粒子１３がほとんど存在しないので、スペーサー粒子１３を用いることによる光学特性への影響もほとんどないことが確認できた。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
また、第１実施形態では、偏光変換素子１の製造方法であったが、これに限らない。例えば、ガラス基板１４に光学接着剤１８を介して水晶板１７を貼り合わせた位相差基板にも適用することができる。

第１実施形態および第２実施形態では、スペーサー粒子１３を含む第一の光学接着剤液１８２を第二の光学接着剤液１８１の外周に離間して滴下したが、これに限らず、図１５に示すように、第二の光学接着剤液１８１に接する４箇所から放射状に塗布してもよい。
また、第１実施形態および第２実施形態では、第一の光学接着剤液１８２を第二の光学接着剤液１８１の外周の複数箇所に滴下したが、これに限らず、図１６に示すように、第二の光学接着剤液１８１を中心として同心円上に第一の光学接着剤液１８２を滴下してもよい。

本発明は、プロジェクター、その他の装置に用いられる偏光変換素子に利用できる。

１…ＰＳ変換素子（光学物品）、１３…スペーサー粒子、１４…ガラス基板、１５…偏光分離膜、１６…反射膜、１７…水晶位相板（水晶板）、１８…光学接着剤、１８０…光学接着剤液、１８１…第二の光学接着剤液、１８２…第一の光学接着剤液、Ａ…光透過部（中心部）

Claims

光学接着剤を介して複数の透光性部材の主面を互いに貼りあわせる、光学物品の製造方法であって、
前記光学接着剤は光学接着剤液から形成され、
前記光学接着剤液を前記透光性部材の主面上の滴下箇所に滴下する滴下工程と、
前記複数の透光性部材の主面同士を互いに押圧して前記光学接着剤液を前記主面の間に押し広げて挟持する挟持工程と、を備え、
前記光学接着剤液は第一の光学接着剤液と第二の光学接着剤液であって、
前記第一の光学接着剤液はスペーサー粒子を液中に分散した光学接着剤液であり、前記第二の光学接着剤液はスペーサー粒子を含有しない光学接着剤液であり、
前記滴下工程では、前記第二の光学接着剤液を前記透光性部材の主面上の中心部に滴下し、前記第一の光学接着剤液を前記中心部と前記主面上の外縁部との中間領域に滴下することを特徴とする光学物品の製造方法。
請求項１に記載の光学物品の製造方法において、
前記滴下工程では、前記第一の光学接着剤液と前記第二の光学接着剤液とをそれぞれ加温してから滴下することを特徴とする光学物品の製造方法。
請求項１または請求項２に記載の光学物品の製造方法において、
前記滴下工程では、前記第二の光学接着剤液が帯状の滴下箇所に滴下され、前記帯状の滴下箇所が外縁部の端部に概ね平行であることを特徴とする光学物品の製造方法。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学物品の製造方法において、
前記透光性部材はガラス基板と水晶位相板であって、
前記光学物品は、前記ガラス基板と前記水晶位相板とが積層された第一積層体と、前記ガラス基板の主面に偏光分離膜および反射膜が形成された第二積層体と、が交互に配列された偏光変換素子であることを特徴とする光学物品の製造方法。