JP2014149316A - Method for manufacturing retardation plate and retardation plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位相差板の製造方法および位相差板に関する。 The present invention relates to a retardation plate manufacturing method and a retardation plate.
光の位相や偏光を制御することが可能な位相差板(例えば、1/2波長板または1/4波長板など)は、ブルーレイ光ピックアップ装置を含む、様々な光学機器等に使用されている。 A retardation plate (for example, a half-wave plate or a quarter-wave plate) capable of controlling the phase and polarization of light is used in various optical devices including a Blu-ray optical pickup device. .
これまでこのような位相差板には、屈折率異方性、すなわち複屈折を有する有機高分子フィルムや一軸性結晶である水晶等が使用されてきた。 Until now, for such a retardation plate, an organic polymer film having refractive index anisotropy, that is, birefringence, a uniaxial crystal, or the like has been used.
しかしながら、従来の有機高分子フィルムは、耐湿性や高温安定性に劣るという欠点がある。また、水晶は材料自体が高価な上、正確な厚みへの切り出しや研磨等の加工コストが高いという欠点がある。そのため、耐湿性および高温安定性、低コスト性に優れるガラス基板を用いて、位相差板を製造する方法が提案されている。例えば、特許文献1には、レーザ光を使用して、ガラス基板内に、帯状の複屈折領域を形成する方法が開示されている。
However, the conventional organic polymer film has a defect that it is inferior in moisture resistance and high temperature stability. In addition, quartz has the disadvantages that the material itself is expensive and that the processing costs such as cutting into an accurate thickness and polishing are high. Therefore, a method for producing a retardation plate using a glass substrate excellent in moisture resistance, high temperature stability, and low cost has been proposed. For example,
前述の特許文献1の方法では、レーザ光をガラス基板に照射し、これを走査することにより、ガラス基板内に、帯状の複屈折領域を形成することができる。
In the method of
しかしながら、このような複屈折領域を有するガラス基板を、実際に位相差板の製品として提供するためには、帯状の複屈折領域を横断するようにガラス基板を切断(ダイシングやスクライブ割断)して、ガラス基板をチップ化する必要がある。 However, in order to actually provide a glass substrate having such a birefringent region as a retardation plate product, the glass substrate is cut (diced or scribed) so as to cross the band-shaped birefringent region. It is necessary to chip the glass substrate.
ここで、前述の特許文献1の方法で得られたガラス基板の場合、帯状の複屈折領域は、レーザ光照射の熱影響による引張応力により発生したものであるため、そのようなガラス基板の帯状複屈折領域を横断するようにしてガラス基板を切断した場合、切断部分にクラックが発生したり、ガラス基板が割れてしまったりするという問題が生じ得る。
Here, in the case of the glass substrate obtained by the method of
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、ガラス基板をダイシングやスクライブ割断してチップ化された位相差板を得る際に、切断部分に割れやクラックが発生し難い位相差板の製造方法を提供することを目的とする。また、切断部分の強度が向上された位相差板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and in the present invention, when a retardation plate obtained by dicing or scribing a glass substrate to obtain a chip is obtained, cracks or cracks are generated in the cut portion. An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a difficult retardation plate. It is another object of the present invention to provide a phase difference plate with improved strength at the cut portion.
本発明では、
ガラス基板内および/またはガラス基板上に複屈折領域を有する位相差板の製造方法であって、
(a)第1および第2の表面を有するガラス基板を準備し、
(b)前記ガラス基板内および/またはガラス基板上に、出力変調されたレーザ光を、前記第1または第2の表面と平行な第1の方向に走査して、前記ガラス基板に、前記第1の方向に沿って、引張応力部分および圧縮応力部分を有する複屈折領域を形成し、
(c)前記ガラス基板を、前記複屈折領域の圧縮応力部分を通るように切断することを特徴とする位相差板の製造方法が提供される。
In the present invention,
A method for producing a retardation plate having a birefringent region in and / or on a glass substrate,
(A) preparing a glass substrate having first and second surfaces;
(B) scanning the output-modulated laser beam in the glass substrate and / or on the glass substrate in a first direction parallel to the first or second surface; Forming a birefringent region having a tensile stress portion and a compressive stress portion along the direction of 1;
(C) A method for producing a retardation plate is provided, wherein the glass substrate is cut so as to pass through a compressive stress portion of the birefringent region.
ここで、本発明による製造方法において、
前記(b)において、前記複屈折領域内には、前記第1の方向に沿って、第1の圧縮応力部分および第2の圧縮応力部分と、両圧縮応力部分の間の引張応力部分とが形成され、
前記(c)において、前記ガラス基板は、第1の切断位置および第2の切断位置で切断され、前記第1の切断位置として、前記第1の圧縮応力部分が選定され、第2の切断位置として、前記第2の圧縮応力部分が選定されても良い。
Here, in the manufacturing method according to the present invention,
In (b), in the birefringent region, there are a first compressive stress portion and a second compressive stress portion along the first direction, and a tensile stress portion between both compressive stress portions. Formed,
In (c), the glass substrate is cut at a first cutting position and a second cutting position, the first compressive stress portion is selected as the first cutting position, and a second cutting position The second compressive stress portion may be selected.
また、本発明による製造方法において、
前記出力変調されたレーザ光は、時間に対して、レーザ出力がステップ状に増加する部分、および/またはレーザ出力がステップ状に減少する部分を有し、
前記第1の圧縮応力部分は、前記レーザ出力がステップ状に増加するレーザ光を照射することにより発生し、および/または
前記第2の圧縮応力部分は、前記レーザ出力がステップ状に減少するレーザ光を照射することにより発生しても良い。
In the production method according to the present invention,
The output-modulated laser light has a portion where the laser output increases stepwise and / or a portion where the laser output decreases stepwise with respect to time,
The first compressive stress portion is generated by irradiating a laser beam whose laser output increases stepwise, and / or the second compressive stress portion is a laser whose laser output decreases stepwise. You may generate | occur | produce by irradiating light.
また、本発明による製造方法において、
前記出力変調されたレーザ光は、周期τの繰り返し波形を有しても良い。
In the production method according to the present invention,
The output-modulated laser beam may have a repetitive waveform with a period τ.
また、本発明による製造方法において、
前記出力変調されたレーザ光は、レーザ出力の最小値および最大値を含み、
前記出力変調されたレーザ光の1周期τは、前記最小値の時間に対する平坦部、および/または前記最大値の時間に対する平坦部を有しても良い。
In the production method according to the present invention,
The output modulated laser light includes a minimum value and a maximum value of a laser output,
One period τ of the output-modulated laser light may have a flat portion with respect to the minimum time and / or a flat portion with respect to the maximum time.
また、本発明による製造方法において、前記最小値は、0以外の値であっても良い。 In the manufacturing method according to the present invention, the minimum value may be a value other than zero.
また、本発明による製造方法において、前記レーザ光は、各焦点が一列に配列された2本以上のレーザ光で構成されても良い。 In the manufacturing method according to the present invention, the laser beam may be composed of two or more laser beams in which the focal points are arranged in a line.
さらに、本発明では、
ガラス基板内および/またはガラス基板上に複屈折領域を有する位相差板であって、
前記複屈折領域は、第1の方向に沿って、前記ガラス基板の第1の端面から第2の端面まで延伸されており、
前記複屈折領域は、前記第1の方向に沿った500μmの領域でのリタデーション分布が±5%以内であることを特徴とする位相差板が提供される。
Furthermore, in the present invention,
A phase difference plate having a birefringent region in and / or on a glass substrate,
The birefringent region extends along a first direction from a first end surface of the glass substrate to a second end surface;
The retardation plate in the birefringent region has a retardation distribution in a region of 500 μm along the first direction within ± 5%.
ここで、本発明による位相差板において、前記複屈折領域は、前記第1の方向に垂直な第2の方向に沿った500μmの領域でのリタデーション分布が±5%以内であっても良い。 Here, in the retardation plate according to the present invention, the birefringence region may have a retardation distribution within ± 5% in a region of 500 μm along a second direction perpendicular to the first direction.
本発明では、ガラス基板をダイシングやスクライブ割断してチップ化された位相差板を得る際に、切断部分に割れやクラックが発生し難い位相差板の製造方法を提供することができる。また、切断部分の強度が向上された位相差板を提供できる。 In the present invention, when a retardation plate obtained by dicing or scribing a glass substrate to obtain a chip is obtained, it is possible to provide a method for producing a retardation plate in which cracks and cracks are unlikely to occur at a cut portion. In addition, it is possible to provide a retardation plate in which the strength of the cut portion is improved.
以下、本発明について説明する。 The present invention will be described below.
まず、本発明の特徴をより良く理解するため、特許文献1に記載された従来の位相差板の製造方法の問題点について、簡単に説明する。
First, in order to better understand the characteristics of the present invention, the problems of the conventional method of manufacturing a retardation plate described in
図1には、特許文献1に記載された位相差板の製造方法の概念図を示す。
In FIG. 1, the conceptual diagram of the manufacturing method of the phase difference plate described in
図1に示すように、この方法では、レンズ3を介して、ガラス基板1にレーザ光2が照射される。レーザ光2を図1のY方向に沿って走査させることにより、ガラス基板1内に、帯状の複屈折領域4を形成することができる。
As shown in FIG. 1, in this method, a
しかしながら、このような複屈折領域4を有するガラス基板1を、実際に位相差板製品として提供するためには、帯状の複屈折領域4を横断するように(例えば図1のX方向に沿って)ガラス基板1を切断(ダイシングやスクライブ割断)して、ガラス基板1をチップ化する必要がある。
However, in order to actually provide the
しかしながら、ガラス基板1において、帯状の複屈折領域4は、レーザ光2の照射の熱影響による引張応力により発生したものであるため、ガラス基板1の帯状複屈折領域を横断するようにしてガラス基板1を切断した場合、切断部分にクラックが発生したり、ガラス基板1が割れてしまったりするという問題が生じ得る。
However, in the
なお、このような問題を回避するため、予めガラス基板に照射するレーザ光の出力をオン/オフ変調させておくことが考えられる。この場合、複屈折領域は、レーザ光の走査方向(Y方向)に沿って、断続的に形成されるようになる。また、複屈折領域同士の間には、非複屈折領域が形成される。従って、位相差板の製品を切り出す際には、非複屈折領域を通るようにして、ガラス基板をダイシングやスクライブ割断することにより、前述のようなクラックや割れの問題が軽減されると考えられる。 In order to avoid such a problem, it is conceivable that the output of the laser light applied to the glass substrate is modulated on / off in advance. In this case, the birefringence region is intermittently formed along the laser beam scanning direction (Y direction). A non-birefringence region is formed between the birefringence regions. Therefore, when cutting out the product of the retardation film, it is considered that the problem of cracks and cracks as described above can be reduced by dicing or scribing the glass substrate through the non-birefringent region. .
ただし、このような方法では、レーザ光の出力がオフとなる時間を十分に長くして、複屈折領域同士の間に、比較的長いレーザ光未照射領域を形成する必要がある。これは、レーザ光の出力がオンからオフに切り替わった後も、ある期間までは、ガラス基板の温度が上昇し続けるためである。逆に、レーザ光の出力がオフとなる時間が不十分な場合、レーザ光未照射領域においても、熱影響部分が発生してしまい、非熱影響部分を十分に確保することができなくなる。 However, in such a method, it is necessary to form a relatively long laser light non-irradiated region between the birefringent regions by sufficiently lengthening the time during which the laser light output is turned off. This is because the temperature of the glass substrate continues to rise until a certain period even after the output of the laser light is switched from on to off. On the other hand, when the time for which the output of the laser beam is turned off is insufficient, a heat-affected portion is generated even in the laser beam non-irradiated region, and a non-heat-affected portion cannot be sufficiently secured.
しかしながら、製品となる位相差板は、レーザ光未照射領域の非熱影響部分(すなわち非複屈折領域)同士の間で切断して製造する必要がある。従って、このような方法では、製品の寸法が大きくなってしまい、製品の小型化が難しくなってしまうという問題がある。 However, it is necessary to manufacture a retardation plate as a product by cutting between non-thermally affected portions (that is, non-birefringent regions) in a region not irradiated with laser light. Therefore, in such a method, there is a problem that the size of the product becomes large and it is difficult to reduce the size of the product.
本願発明者らは、以上のような問題に対処するため、レーザ光の出力波形とこれによって生じる複屈折領域の形態との間の関係について、様々な検討を行ってきた。その結果、出力が変調されたレーザ光を使用した場合、形成される複屈折領域には、レーザ光の走査方向に沿って、引張応力部分と圧縮応力部分とが存在することを見出し、本発明に至った。 In order to cope with the above problems, the inventors of the present application have made various studies on the relationship between the output waveform of the laser beam and the form of the birefringent region caused thereby. As a result, when a laser beam whose output is modulated is used, the birefringent region to be formed is found to have a tensile stress portion and a compressive stress portion along the scanning direction of the laser beam. It came to.
すなわち、本発明では、
ガラス基板内および/またはガラス基板上に複屈折領域を有する位相差板の製造方法であって、
(a)第1および第2の表面を有するガラス基板を準備し、
(b)前記ガラス基板内および/またはガラス基板上に、出力変調されたレーザ光を、前記第1または第2の表面と平行な第1の方向に走査して、前記ガラス基板に、前記第1の方向に沿って、引張応力部分および圧縮応力部分を有する複屈折領域を形成し、
(c)前記ガラス基板を、前記複屈折領域の圧縮応力部分を通るように切断することを特徴とする位相差板の製造方法が提供される。
That is, in the present invention,
A method for producing a retardation plate having a birefringent region in and / or on a glass substrate,
(A) preparing a glass substrate having first and second surfaces;
(B) scanning the output-modulated laser beam in the glass substrate and / or on the glass substrate in a first direction parallel to the first or second surface; Forming a birefringent region having a tensile stress portion and a compressive stress portion along the direction of 1;
(C) A method for producing a retardation plate is provided, wherein the glass substrate is cut so as to pass through a compressive stress portion of the birefringent region.
図2には、出力変調されたレーザ光を、ガラス基板上に走査した際に得られる複素屈折領域の応力分布形態の一例を、レーザ光の出力波形およびガラス基板のレーザ光走査位置と対応させて模式的に示す。 FIG. 2 shows an example of the stress distribution form in the complex refraction region obtained when the output-modulated laser beam is scanned on the glass substrate, corresponding to the output waveform of the laser beam and the laser beam scanning position of the glass substrate. Schematically.
図2の例では、図の最上部に示すように、レーザ光の出力波形125Aは、周期τの繰り返し波形で構成され、縦軸のレーザ出力は、横軸の時間に対して、ステップ状の増減を繰り返す。この1周期τは、出力が最小値Pminとなる期間t1と、出力が最大値Pmaxとなる期間t2とで構成される。なお、最小値Pminは、0(ゼロ)よりも大きな値であり、かつ照射部の温度がガラスの歪点以上になる値である。また、縦軸のレーザ出力は、最大値Pmaxが100%となるように規格化して示している。
In the example of FIG. 2, as shown at the top of the figure, the laser
ここで、図2の出力波形125Aにおいて、最大値Pmaxと最小値Pminの関係は、特に限られない。例えば、最小値Pminは、最大値Pmaxの50%〜75%の範囲であっても良い。
Here, in the
また、図2の例では、最小値Pminの期間t1と最大値Pmaxの期間t2は、等しくなっているが、最小値Pminと最大値の期間は、異なっていても良い。 In the example of FIG. 2, the minimum value P min period t 1 and time t 2 of the maximum value P max of is are equal, the minimum value P min and duration of the maximum value may be different.
このような出力波形125Aを有するレーザ光を用いた場合、図2の中段に示すように、ガラス基板110上には、走査方向(Y方向)に沿って、複屈折領域のパターン150が形成される。
When a laser beam having such an
ここで、この例では、レーザ光は、常に最小値Pmin以上の出力で走査され、この値はゼロ以外の、照射部の温度がガラスの歪点以上になる値であるため、走査位置に非複屈折領域は形成されず、走査位置には、複屈折領域のみからなる直線状のパターン150が形成される。
Here, in this example, the laser beam is always scanned with an output equal to or higher than the minimum value P min , and this value is a value other than zero and the temperature of the irradiated portion is equal to or higher than the strain point of the glass. A non-birefringent region is not formed, and a
また、このパターン150の破線L1に沿った各位置での応力絶対値は、図2の最下部に示すような応力分布を示すようになる。すなわち、応力分布として、第1の引張応力の平坦部分B1、第1の圧縮応力のピークP1、第2の引張応力の平坦部分B2、および第2の圧縮応力のピークP2を繰り返した応力分布が生じる。
Further, the absolute value of stress at each position along the broken line L1 of the
なお、このような応力分布は、偏光顕微鏡による複屈折測定から得られるリタデーション分布、進相軸方向分布、ガラスの光弾性定数および複屈折領域厚さから得られる。 Such a stress distribution can be obtained from the retardation distribution obtained from the birefringence measurement with a polarizing microscope, the fast axis direction distribution, the photoelastic constant of the glass, and the thickness of the birefringence region.
ここで、第1の圧縮応力ピークP1は、レーザ光の出力波形125Aにおいて、出力がPminからPmaxに急上昇する部分126Aに対応して発生し、第2の圧縮応力ピークP2は、レーザ光の出力波形125Aにおいて、出力がPmaxからPminに急降下する部分126Bに対応して発生する。一方、第1の引張応力の平坦部分B1は、出力がPminとなる時間に対応するガラス基板110の領域に生じる。また、第2の引張応力の平坦部分B2は、ピークP1とP2の間の、出力がPmaxとなる時間に対応するガラス基板110の領域に生じる。通常の場合、第2の引張応力の平坦部分B2は、第1の引張応力の平坦部分B1に比べて大きな応力値を有する。
Here, the first compressive stress peak P1 is generated corresponding to the
なお、図2において、レーザ光の出力波形125A、複屈折領域のパターン150、および応力分布の相互の位置関係は、明確化のため、近似的に示されていることに留意する必要がある。
In FIG. 2, it should be noted that the positional relationship among the laser light output waveform 125 </ b> A, the
例えば、実際には、レーザ光の入熱の遅れがあるため、複屈折領域のパターン150の第1の圧縮応力ピークP1は、厳密には、レーザ光の出力波形125Aの急上昇部分126Aよりも時間的に遅れた位置に(図2のより右側に)形成され、応力分布における第2の圧縮応力のピークP2も、厳密には、レーザ光の出力波形125Aの急降下部分126Bよりも時間的に遅れた位置に(図2のより右側に)形成される。引張応力の平坦部分B1およびB2についても同様である。
For example, since there is actually a delay in the heat input of the laser beam, the first compressive stress peak P1 of the
出力変調されたレーザ光を使用した場合に得られる複屈折領域のパターン150は、ほとんどの場合、図2のような応力分布を示すことが、本願発明者らによって見出されている。
It has been found by the present inventors that the
従って、ガラス基板110をダイシングやスクライブ割断して位相差板を製造する際には、複屈折領域のパターン150内の圧縮応力が残留する部分でガラス基板110を切断することにより、切断の際に、切断部分に割れやクラックが生じることを有意に抑制できる。
Accordingly, when the retardation plate is manufactured by dicing or scribing the
例えば、図2の例では、第1の切断部C1として、第1の圧縮応力ピークP1の近傍(領域R1内のいずれかの位置)を選定し、第2の切断部C2として、第2の圧縮応力ピークP2の近傍(領域R2内のいずれかの位置)を選定すれば良い。これにより、切断部分に割れやクラックが生じることを有意に抑制することができる。特に、第1の切断部C1として、領域R1内でかつ圧縮応力ピークP1の頂上位置よりも時間的に早い位置(図2の左側)を選定し、第2の切断部C2として、R2内でかつ圧縮応力ピークP2の頂点位置よりも時間的に遅れた位置(図2の右側)を選定することは、切断時の割れやクラック抑制の点から特に好ましい。 For example, in the example of FIG. 2, the vicinity of the first compressive stress peak P1 (any position in the region R1) is selected as the first cutting part C1, and the second cutting part C2 is the second cutting part C2. What is necessary is just to select the vicinity (any position in area | region R2) of the compressive-stress peak P2. Thereby, it can suppress significantly that a crack and a crack arise in a cut part. In particular, as the first cutting part C1, a position within the region R1 and earlier in time than the top position of the compressive stress peak P1 (left side in FIG. 2) is selected, and as the second cutting part C2, the position within R2 In addition, it is particularly preferable to select a position (right side in FIG. 2) that is delayed in time from the apex position of the compressive stress peak P2 in terms of cracking at the time of cutting and crack suppression.
ここで、領域R1は、複屈折領域のパターン150において、時間的に「先に」形成された引張応力の平坦部分B1と、これに最近接の、時間的に「後から」形成された引張応力の平坦部分B2の間の領域として定められ、領域R2は、複屈折領域のパターン150において、時間的に「先に」形成された引張応力の平坦部分B2と、これに最近接の、時間的に「後から」形成された引張応力の平坦部分B1の間の領域として定められる。
Here, the region R1 includes a flat portion B1 of the tensile stress formed “first” in time in the
さらに、製品の切断面には、圧縮応力が残留しているため、本発明による製造方法では、切断面が有意に高い強度を有する位相差板を提供することが可能となる。 Furthermore, since compressive stress remains on the cut surface of the product, the manufacturing method according to the present invention can provide a retardation plate having a significantly high strength on the cut surface.
また、本発明の製造方法の場合、ガラス基板を、レーザ光の熱影響を受けていない非複屈折領域の部分で切断する方法とは異なり、位相差板の製品寸法が大きくなることが回避されるため、位相差板を小型化することも可能になる。 Further, in the case of the manufacturing method of the present invention, unlike the method of cutting the glass substrate at the portion of the non-birefringent region that is not affected by the heat of the laser beam, it is avoided that the product size of the retardation plate is increased. Therefore, it is possible to reduce the size of the retardation plate.
ここで、複屈折領域のパターン150の応力分布がこのような態様を示す理由については、必ずしも明確ではない。ただし、応力分布は、レーザ光の入熱量と密接に関係しており、レーザ光の単位時間当たりの入熱量がほぼ一定の領域では、引張応力が発生し、レーザ光の単位時間当たりの入熱量が急激に変化する領域では、圧縮応力が発生する傾向にあることから、このような傾向の結果として、図2に示すような応力分布が得られるものと推定される。
Here, the reason why the stress distribution of the
以上、図2を参照して、本発明による位相差板の製造方法の概念を説明した。しかしながら、図2に示したレーザ光の出力波形125Aは、単なる一例に過ぎず、本発明において、その他の出力波形を有する変調レーザ光を使用しても良い。
The concept of the method of manufacturing a retardation plate according to the present invention has been described above with reference to FIG. However, the
図3には、図2に示した出力波形125Aとは異なる出力波形125Bを有するレーザ光を使用した際に得られる複屈折領域の応力分布形態を、レーザ光の出力波形およびガラス基板のレーザ光走査位置と対応させて模式的に示す。
FIG. 3 shows the stress distribution form of the birefringence region obtained when using a laser beam having an
図3の例では、図の最上部に示すように、レーザ光は、オン/オフを繰り返す出力波形125Bを有し、横軸の時間に対して、縦軸のレーザ出力がステップ状に増減する。出力波形125Bの1周期τは、出力が0になる期間t1と、出力が100%となる期間t2とで構成される。なお、縦軸のレーザ出力は、最大出力値が100%となるように規格化して示している。
In the example of FIG. 3, as shown at the top of the figure, the laser beam has an
ここで、図3の出力波形125Bでは、出力が0になる期間t1と、出力が100%となる期間t2とは、等しくなっているが、両者の期間は、異なっていても良い。
Here, the
このような繰り返し波形125Bを有するレーザ光を用いた場合、図3の中段に示すように、ガラス基板110上には、走査方向(Y方向)に沿って、複屈折領域145と、非複屈折領域147の繰り返しパターン150が形成される。
When a laser beam having such a
また、繰り返しパターン150の破線L1に沿った各位置での応力絶対値は、図3の最下部に示すような応力分布を示すようになる。すなわち、一つの複屈折領域145内には、第1および第2の圧縮応力ピークP1およびP2と、引張応力の平坦部分B2とが現れる。
Further, the absolute value of stress at each position along the broken line L1 of the
ここで、第1の圧縮応力ピークP1は、レーザ光の出力波形125Bにおいて、出力が急上昇する部分126Aに対応して発生し、第2の圧縮応力ピークP2は、レーザ光の出力波形125Bにおいて、出力が急降下する部分126Bに対応して発生する。別の言い方をすれば、圧縮応力ピークP1は、レーザ光の走査方向に沿って見たとき、複屈折領域145の前端部148の近傍に生じ、圧縮応力ピークP2は、複屈折領域145の後端部149の近傍に生じる。また、引張応力の平坦部分B2は、ピークP1とP2の間に生じる。換言すれば、引張応力の平坦部分B2は、複屈折領域145の略中央部分に生じる。
Here, the first compressive stress peak P1 is generated corresponding to the
なお、図3においても、図2の場合と同様、レーザ光の出力波形125B、複屈折領域のパターン150、および応力分布の相互の位置関係は、明確化のため、近似的に示されていることに留意する必要がある。
In FIG. 3, as in FIG. 2, the positional relationship among the laser
例えば、実際には、レーザ光の入熱の遅れがあるため、複屈折領域のパターン150の第1の圧縮応力ピークP1は、厳密には、レーザ光の出力波形125Bの急上昇部分126Aよりも時間的に遅れた位置に(図3のより右側に)形成され、応力分布における第2の圧縮応力のピークP2も、厳密には、レーザ光の出力波形125Bの急降下部分126Bよりも時間的に遅れた位置に(図3のより右側に)形成される。引張応力の平坦部分B2についても同様である。
For example, since there is actually a delay in the heat input of the laser beam, the first compressive stress peak P1 of the
同様に、実際には、レーザ光の入熱の遅れがあるため、複屈折領域のパターン150の複屈折領域145の前端148は、厳密には、レーザ光の出力波形125Bの急上昇部分126Aよりも時間的に遅れた位置に(図3のより右側に)存在し、複屈折領域のパターン150の複屈折領域145の後端149は、レーザ光の出力波形125Bの急降下部分126Bよりも時間的に遅れた位置に(図3のより右側に)存在する。
Similarly, since there is actually a delay in the heat input of the laser beam, the
この図3の例でも、ガラス基板110をダイシングやスクライブ割断して位相差板を製造する際には、ガラス基板110は、複屈折領域のパターン150内の圧縮応力が残留する部分で切断される。すなわち、第1の切断部C1として、第1の圧縮応力ピークP1の近傍(領域R3内のいずれかの位置)が選定され、第2の切断部C2として、第2の圧縮応力ピークP2の近傍(領域R4内のいずれかの位置)が選定される。これにより、切断の際に、切断部分に割れやクラックが生じることを有意に抑制することができる。
Also in the example of FIG. 3, when manufacturing the retardation plate by dicing or scribing the
ここで、領域R3は、複屈折領域のパターン150において、時間的に「先に」存在する残留応力がゼロの領域と、これに最近接の、時間的に「後に」形成された引張応力の平坦部分B2の間の領域として定められ、領域R4は、複屈折領域のパターン150において、時間的に「先に」形成された引張応力の平坦部分B2と、これに最近接の、時間的に「後に」存在する残留応力がゼロとなる領域の間の領域として定められる。
Here, the region R3 is a region of the
なお、図3に示したレーザ光の出力波形125Bにおいて、出力が0になる期間t1が短くなると、複屈折領域のパターン150に、非複屈折領域147(すなわち、残留応力がゼロとなる領域)が形成されなくなる場合が生じ得る。このような場合、領域R3およびR4は、それぞれ、前述の図2に示した領域R1およびR2の判定方法に基づいて定めれば良い。
Incidentally, in the laser
図4〜図6には、本発明に使用され得るレーザ光の出力波形のさらに別の一例を示す。 4 to 6 show still another example of an output waveform of laser light that can be used in the present invention.
図4では、レーザ光の出力波形125Cにおいて、1周期τは、時間0〜T1までの期間(t1)における一定最小値Pminと、時間T1〜T2までの期間(t2)におけるレーザ出力が最大値PmaxからPAまで単調減少する波形とで構成される。(その後、時間T2において、出力は、Pminに戻る。)
ここで、最小値Pminは、最大値Pmaxの50%の出力と仮定している。
In Figure 4, the output waveform 125C of the laser beam, one cycle τ is a constant minimum value P min in the time period (t 1) up to the
Here, the minimum value P min is assumed to be 50% of the output of the maximum value P max .
なお、図4の例では、PAは、Pmaxの75%となっているが、PAは、PmaxからPminの間のいかなる値であっても良い。PA=Pmaxの場合、繰り返し波形125Cは、図2の繰り返し波形125Aと等しくなる。Pmin=0であっても良い。また、図4では、期間t1およびt2は、等しくなっているが、期間t1およびt2は、異なっていても良い。
In the example of FIG. 4, P A is has a 75% of P max, P A may be any value between P max of P min. When P A = P max , the repetitive waveform 125C is equal to the
図5には、本発明に使用され得るレーザ光の出力波形のさらに別の一例を示す。この出力波形125Dにおいて、1周期τは、時間0〜T1までの期間(t1)における一定最小値Pminと、時間T1〜T2までの期間(t2)における一定最大値Pmaxと、時間T2〜T3までの期間(t3)におけるレーザ出力が最大値PmaxからPAまで単調減少する波形とで構成される。
FIG. 5 shows still another example of an output waveform of laser light that can be used in the present invention. In this
ここで、最小値Pminは、最大値Pmaxの50%の出力と仮定している。 Here, the minimum value P min is assumed to be 50% of the output of the maximum value P max .
なお、図5の例では、PAは、Pmaxの75%となっているが、PAは、PmaxからPminの間のいかなる値であっても良い。PA=Pmaxの場合、出力波形125Dは、図2の出力波形125Aと等しくなる。Pmin=0であっても良い。また、図5では、期間t1、t2、およびt3は、等しくなっているが、期間t1、t2、およびt3は、これに限られない。例えば、期間t1、t2、およびt3は、異なっていても良い。
In the example of FIG. 5, P A is has a 75% of P max, P A may be any value between P max of P min. When P A = P max , the output waveform 125D is equal to the
図6には、本発明に使用され得る出力波形のさらに別の一例を示す。この出力波形125Eにおいて、1周期τは、時間0〜T1までの期間(t1)における一定最小値Pminと、時間T1〜T2までの期間(t2)におけるレーザ出力がPAからPmaxまで単調増加する部分と、時間T2〜T3までの期間(t3)におけるレーザ出力が一定最大値Pmaxとなる部分と、時間T3〜T4までの期間(t4)におけるレーザ出力が最大値PmaxからPBまで単調減少する波形とで構成される。
FIG. 6 shows still another example of an output waveform that can be used in the present invention. In this
ここで、最小値Pminは、最大値Pmaxの50%の出力と仮定している。 Here, the minimum value P min is assumed to be 50% of the output of the maximum value P max .
なお、図6の例では、PAは、Pmaxの80%となっているが、PAは、PmaxからPminの間のいかなる値であっても良い。また、PBは、Pmaxの60%となっているが、PBは、PmaxからPminの間のいかなる値であっても良い。PA=Pmaxであり、PB=Pmaxである場合、出力波形125Eは、図2の出力波形125Aと等しくなる。また、PA=Pmaxである場合、出力波形125Eは、図5の出力波形125Dと等しくなる。Pmin=0であっても良い。また、図6では、期間t1、t2、t3およびt4は、全て等しくとなっているが、期間t1、t2、t3およびt4は、これに限られない。例えば、期間t1、t2、t3およびt4は、異なっていても良い。
In the example of FIG. 6, P A is has a 80% P max, P A may be any value between P max of P min. Further, P B is 60% of P max , but P B may be any value between P max and P min . When P A = P max and P B = P max , the output waveform 125E is equal to the
この他にも、様々な出力波形が考えられる。例えば、前述の図2〜図6の出力波形125A〜125Eの少なくとも2つ以上を組み合わせて、別の繰り返し波形を形成しても良い。
In addition, various output waveforms can be considered. For example, another repetitive waveform may be formed by combining at least two or more of the
なお、レーザ光の出力波形において、図4〜図6のように、出力が最大値Pmaxとなる期間(または瞬間)の直後に、出力が最小値Pminと最大値Pmaxの間となる期間(例えば図4の期間t2、図5の期間t3、および図6の期間t4)を設けた場合、複屈折領域内のリタデーション分布の均一性が向上する。さらに、図6のように、出力が最大値Pmaxとなる期間(または瞬間)の直前に、出力が最小値Pminと最大値Pmaxの間となる期間(図6の期間t2)を設けた場合、複屈折領域内のリタデーション分布の均一性は、よりいっそう向上する。これは、レーザ光の走査の際に、ガラス基板の局所的な温度上昇がある程度抑制され、温度が一定となる領域が生じやすくなるためである。 Incidentally, in the output waveform of the laser beam, as shown in FIGS. 4 to 6, immediately after the period in which the output is the maximum value P max (or instantaneous), the output is between the minimum value P min and a maximum value P max period (e.g., period t 2 in FIG. 4, a period t 3 in FIG. 5, and the period t 4 in FIG. 6) when the provided improves the uniformity of retardation distribution birefringent region. Furthermore, as shown in FIG. 6, just before the period in which the output is the maximum value P max (or instantaneous), the period during which output is between the minimum value P min and a maximum value P max (the period of 6 t 2) When provided, the uniformity of the retardation distribution in the birefringent region is further improved. This is because a local temperature increase of the glass substrate is suppressed to some extent during the scanning of the laser light, and a region where the temperature is constant is likely to occur.
例えば図4〜図6に示したような出力波形125C、125D、125Eを有するレーザ光を使用した場合、複屈折領域内の走査方向に沿ったリタデーション分布は、±5%以内とすることができる。同様に、複屈折領域内の走査方向に垂直な方向におけるリタデーション分布を、±5%以内とすることも可能となる。 For example, when laser light having output waveforms 125C, 125D, and 125E as shown in FIGS. 4 to 6 is used, the retardation distribution along the scanning direction in the birefringence region can be within ± 5%. . Similarly, the retardation distribution in the direction perpendicular to the scanning direction in the birefringent region can be within ± 5%.
複屈折領域がそのような均一なリタデーション分布を有する位相差板は、高性能な光ピックアップ装置用の素子として使用することができる。 A retardation plate having a birefringent region having such a uniform retardation distribution can be used as an element for a high-performance optical pickup device.
(本発明による位相差板の製造方法)
以下、図7および図8を参照して、本発明による位相差板の製造方法について、より詳しく説明する。
(Method for producing retardation plate according to the present invention)
Hereinafter, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, the manufacturing method of the phase difference plate by this invention is demonstrated in detail.
図7には、本発明による位相差板の製造方法の一例の概略的なフロー図を示す。また、図8には、本発明による位相差板の製造方法に利用される装置の一例を示す。 FIG. 7 shows a schematic flow chart of an example of a method for producing a retardation plate according to the present invention. FIG. 8 shows an example of an apparatus used in the method of manufacturing a retardation plate according to the present invention.
図7に示すように、本発明による位相差板の製造方法は、
(a)第1および第2の表面を有するガラス基板を準備する工程(ステップS110)と、
(b)前記ガラス基板内および/またはガラス基板上に、出力変調されたレーザ光を、前記第1または第2の表面と平行な第1の方向に走査して、前記ガラス基板に、前記第1の方向に沿って、引張応力部分および圧縮応力部分を有する複屈折領域を形成する工程(ステップS120)と、
(c)前記ガラス基板を、前記複屈折領域の圧縮応力部分を通るように切断する工程(ステップS130)と、
を有する。
As shown in FIG. 7, the method of manufacturing a retardation plate according to the present invention includes
(A) preparing a glass substrate having first and second surfaces (step S110);
(B) scanning the output-modulated laser beam in the glass substrate and / or on the glass substrate in a first direction parallel to the first or second surface; Forming a birefringent region having a tensile stress portion and a compressive stress portion along the direction of 1 (step S120);
(C) cutting the glass substrate so as to pass through the compressive stress portion of the birefringent region (step S130);
Have
図8には、本発明による位相差板の製造方法に利用される装置の一例を示す。 FIG. 8 shows an example of an apparatus used in the method of manufacturing a retardation plate according to the present invention.
図8に示すように、本発明による位相差板の製造方法に利用される装置200は、レーザ光源(図示されていない)から放射されたレーザ光220と、該レーザ光220を複数の分岐レーザ光260A、260B、260Cに分岐する回折光学素子250と、各分岐レーザ光260A、260B、260Cをガラス基板210の所望の位置に収束させるレンズ230とを備える。
As shown in FIG. 8, an
レーザ光源は、特に限られないが、エキシマレーザ光源(XeCl:波長308nm、KrF:波長248nm、ArF:波長193nm)、YAGレーザ光源(波長1064nm)、YVO4レーザ光源(波長1064nm)、チタンサファイアレーザ光源(波長800nm)、または炭酸ガスレーザ光源(波長10.6μm)等であっても良い。YAGレーザ光源およびYVO4レーザ光源は、前述の基本波の他に、例えば、2倍波または3倍波のレーザ源であっても良い。例えば、2倍波のYAGレーザは、532nmの波長を有し、3倍波のYAGレーザは、355nmの波長を有する。 The laser light source is not particularly limited, but an excimer laser light source (XeCl: wavelength 308 nm, KrF: wavelength 248 nm, ArF: wavelength 193 nm), YAG laser light source (wavelength 1064 nm), YVO4 laser light source (wavelength 1064 nm), titanium sapphire laser light source (Wavelength 800 nm) or a carbon dioxide laser light source (wavelength 10.6 μm) may be used. The YAG laser light source and the YVO4 laser light source may be, for example, a second harmonic wave source or a third harmonic wave laser source in addition to the fundamental wave described above. For example, a second harmonic YAG laser has a wavelength of 532 nm, and a third harmonic YAG laser has a wavelength of 355 nm.
レーザ光源のパワーは、特に限られないが、レーザ光源のパワーが大きいほど、一度に多くの分岐レーザ光を得ることができ、複屈折領域幅の拡大に有利である。 The power of the laser light source is not particularly limited, but the larger the power of the laser light source, the more branched laser light can be obtained at one time, which is advantageous in expanding the birefringence region width.
回折光学素子250は、一つのレーザビーム220を複数の分岐レーザ光260A、260B、260Cに分割することができる素子であれば、いかなる素子であっても良く、例えば、回折光学素子の代わりにビームスプリッタ等を使用しても良い。
The diffractive
以下、図8の装置200の動作と関連付けて、本発明による製造方法の各工程を詳しく説明する。
Hereinafter, each step of the manufacturing method according to the present invention will be described in detail in association with the operation of the
(ステップS110)
まず、位相差板を構成するためのガラス基板210が準備される。
(Step S110)
First, a
ガラス基板210は、第1および第2の表面を有する。ガラス基板210の組成は、特に限られない。ガラス基板210は、例えば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、およびシリカガラス等であっても良い。また、本発明では、使用するレーザ光220の波長における吸収係数を高めるため、遷移金属などがドープされたガラスをガラス基板210として使用しても良い。
ガラス基板の厚さは、特に限られない。ガラス基板の厚さは、例えば、0.1mm〜3mmの範囲であっても良い。 The thickness of the glass substrate is not particularly limited. The thickness of the glass substrate may be, for example, in the range of 0.1 mm to 3 mm.
(ステップS120)
次に、レーザ光源から、ガラス基板210に向かってレーザ光220が放射される。レーザ光220は、回折光学素子250において、例えば、3つ以上の分岐ビーム260(260A、260B、260C)に分岐される。
(Step S120)
Next,
各分岐ビーム260A、260B、260Cは、レンズ230によって収束され、ガラス基板210の内部または表面に、それぞれ、焦点270A、270B、270Cを形成する。各焦点270A、270B、270Cは、一直線状に配置される。
Each
各焦点270A、270B、および270Cのスポット直径は、レンズ230等の性能等によっても異なるが、例えば、0.1μm〜100μm程度であっても良い。
The spot diameters of the
各焦点270A、270B、および270Cの間隔は、特に限られないが、装置構成上の制約から、現実的な間隔は、20μm〜400μmの範囲であり、50μm〜250μmの範囲であることが好ましい。
The distance between the
次に、一連の分岐ビーム260A、260B、260Cは、第1の方向(図2の例ではY方向)に走査される。
Next, the series of
各分岐ビーム260A、260B、260Cの走査速度は、各焦点270A、270B、270Cの間の距離によっても変化するが、例えば、0.1mm/秒〜50mm/秒の範囲である。
The scanning speed of each of the
これにより、分岐ビーム260A、260B、260Cが走査された領域には、走査方向に平行な引張応力が発生し、これにより、ロッド状の複屈折領域パターン290A、290B、290Cが形成される。ここで、各焦点270A、270Bおよび270Cの間隔や各分岐ビーム260A、260B、260Cの強度および走査速度を調整すると、分岐ビーム間も熱伝導により加熱され、ガラス基板210上または内部に、走査方向に垂直な方向に連続的で比較的広い面積を有する一軸性複屈折領域パターン290を形成することができる。
As a result, tensile stress parallel to the scanning direction is generated in the regions scanned with the branch beams 260A, 260B, and 260C, thereby forming rod-shaped
ここで、前述のように、本発明では、各分岐ビーム260A、260B、260Cは、出力変調されている。
Here, as described above, in the present invention, each of the
従って、分岐ビーム260A、260B、260Cを、ガラス基板210に走査した場合、それぞれの走査領域には、走査方向に沿って、例えば図2または図3に示したような応力分布を有する複屈折領域パターン290A、290B、290Cが形成される。
Therefore, when the
なお、図8の例では、回折光学素子250によって、一つのレーザ光220は、3つの分岐ビーム260A、260B、260Cに分割されている。しかしながら、一つのレーザ光220は、回折光学素子250によって、2つまたは4つ以上の分岐ビームに分割されても良い。あるいは、装置200は、回折光学素子250を有さなくても良い。この場合、一つのレーザ光220が分岐されずに、そのまま走査用のレーザ光として使用される。
In the example of FIG. 8, the diffractive
すなわち、本発明において、使用される分岐数は、いかなる本数であっても良い。分岐の数は、例えば、レーザ光の走査方向に対して垂直な方向(図8のX方向)における複屈折領域パターン290の必要幅、あるいは製作時間等を考慮して、適宜選定される。
That is, in the present invention, the number of branches used may be any number. The number of branches is appropriately selected in consideration of, for example, the necessary width of the
例えば、最終的に得られる位相差板を、例えば光ピックアップ装置用の1/4波長板または1/2波長板などに適用する場合、複屈折領域として、少なくとも直径500μmφの領域が必要となる。この場合、例えば6つに分岐され各焦点間隔が100μmのレーザビームを使用すれば良い。または、ステップS120は、必要な回数だけ、繰り返し実施しても良い。 For example, when the finally obtained retardation plate is applied to, for example, a quarter-wave plate or a half-wave plate for an optical pickup device, a region having a diameter of at least 500 μmφ is required as a birefringent region. In this case, for example, a laser beam branched into six and having a focal interval of 100 μm may be used. Alternatively, step S120 may be repeated as many times as necessary.
例えば、3本の分岐ビーム260A、260B、260Cを走査した際に、一度に形成される複屈折領域パターン290の幅(走査方向に対して垂直な方向(X方向)の長さ)が、200μmの場合、走査の度に、分岐ビーム260A、260B、260Cの走査始点をX方向に200μmずらして、前述の走査を3回以上繰り返すことにより、500μm以上の幅を有する複屈折領域を形成することができる。これにより、最終的に、少なくとも直径500μmφの領域に複屈折領域パターンを有する位相差板を製造することができる。
For example, when the three branched
また、一度の走査で幅100μmの複屈折領域を形成することができる1本のレーザ光を使用する場合、前述の走査を5回繰り返すことにより、直径500μmφの領域に複屈折領域パターンを有する位相差板を製造することができる。 In addition, when one laser beam capable of forming a birefringent region having a width of 100 μm by one scan is used, the above scan is repeated five times so that a birefringent region pattern is formed in a region having a diameter of 500 μmφ. A phase difference plate can be manufactured.
なお、前述のように、レーザ光の出力波形として、図4乃至図6に示したような出力波形125C、125D、125Eを使用した場合、複屈折領域内の走査方向に沿ったリタデーション分布を、±5%以内とすることができる。また、複屈折領域において、走査方向と垂直な方向のリタデーション分布は、各分岐ビームの焦点間の距離を制御することにより、比較的容易に抑制することができる。従って、本発明では、複屈折領域の延伸方向および垂直方向に沿って、均一なリタデーション分布を有する位相差板を製造することができる。 As described above, when the output waveforms 125C, 125D, and 125E as shown in FIGS. 4 to 6 are used as the output waveform of the laser light, the retardation distribution along the scanning direction in the birefringence region is expressed as follows: It can be within ± 5%. In addition, in the birefringent region, the retardation distribution in the direction perpendicular to the scanning direction can be suppressed relatively easily by controlling the distance between the focal points of the branched beams. Therefore, in the present invention, a retardation plate having a uniform retardation distribution can be produced along the stretching direction and the vertical direction of the birefringent region.
(ステップS130)
次に、ガラス基板210が切断(ダイシング)され、位相差板が製造される。前述のように、この際には、複屈折領域パターン内の圧縮応力が残留する部分を通るようにして、ガラス基板210を切断することにより、切断の際に、切断部分に割れやクラックが生じることを有意に抑制することができる。
(Step S130)
Next, the
以上の工程により、切断面に割れやクラックのない、チップ化された小型の位相差板を製造することができる。 Through the above-described steps, a chip-shaped small retardation plate having no cuts or cracks on the cut surface can be manufactured.
図9(a)には、本発明による方法により製造された位相差板900の概略的な上面図を示す。また、図9(b)には、この位相差板900の、破線L2に沿った領域での概略的な応力分布を示す。
FIG. 9A shows a schematic top view of a
図9(a)に示すように、この位相差板900は、一つの方向(Y方向)に沿ってガラス基板910の一つの端面925Aから他の端面925Bまで、連続的に延伸する複屈折領域930を有する。
As shown in FIG. 9A, the
ここで、前述のように、本発明では、複屈折領域930を形成するためのレーザ光として、出力変調されたレーザ光が使用される。また、複屈折領域パターンは、圧縮応力部分を横断するようにして切断される。
Here, as described above, in the present invention, output-modulated laser light is used as the laser light for forming the
このため、図9(b)に示すように、得られた位相差板900の端面925Aおよび端面925Bの、複屈折領域930に相当する部分931A、931Bには、残留圧縮応力が存在しており、比較的高い強度を有する位相差板900が得られる。
For this reason, as shown in FIG. 9B, residual compressive stress exists in the
また、得られた位相差板900において、複屈折領域930は、比較的均一なリタデーション分布を有し得る。
Further, in the obtained
例えば、本発明の方法によって製造された位相差板900では、位相差板900の中心901Cを中心として、複屈折領域930の延伸方向(Y方向)に沿った±250μmの領域(すなわちトータル500μmの領域)において、リタデーション分布を±5%以内に抑制することができる。また、複屈折領域930の延伸方向に対して垂直な方向(X方向)に沿った±250μmの領域(すなわちトータル500μmの領域)においても、リタデーション分布を±5%以内に抑制することができる。
For example, in the
このような位相差板900は、光ピックアップ装置の1/4波長板または1/2波長板等として利用することができる。
Such a
(本発明による位相差板の適用例)
前述の方法で製造された位相差板は、光ピックアップ装置用の1/4波長板および/または1/2波長板として利用することができる。
(Application example of retardation plate according to the present invention)
The retardation plate manufactured by the above-described method can be used as a quarter-wave plate and / or a half-wave plate for an optical pickup device.
図10には、そのような光ピックアップ装置の概略図を示す。 FIG. 10 shows a schematic diagram of such an optical pickup device.
図10において、光ピックアップ装置1000は、例えば青色LD(波長405nm)のようなレーザ光源1010と、1/2波長板1020と、偏光ビームスプリッタ1030と、1/4波長板1050と、ブルーレイディスクのような光記録媒体1070と、フォトダイオード1090とを備える。
In FIG. 10, an
なお、光記録媒体1070は、CDまたはDVDのような光記録媒体であっても良い。この場合、レーザ光源1010は、波長780nm(CDの場合)または波長650nm(DVDの場合)の光源であっても良い。
The
1/2波長板1020は、特定波長(例えば、青色レーザ光の場合405nm)の直交する2つの偏光成分の間に、λ/2の光路差( すなわちπの位相差)を与えるための部材である。1/4波長板1050は、特定波長(例えば、青色レーザ光の場合405nm)の直交する2つの偏光成分の間に、λ/4の光路差( すなわちπ/2の位相差)を与えるための部材である。
The half-
光ピックアップ装置1000において、レーザ光源1010から放射された直線偏光(紙面平行)の光1012は、1/2波長板1020を通り、ここで直線偏光の偏光面が回転される。光1012は、さらに、偏光ビームスプリッタ1030およびコリメートレンズ1040を通り、1/4波長板1050の方に誘導される。
In the
1/4波長板1050を通過した光1012は、ここで直線偏光から円偏光に偏光された後、対物レンズ1060により光記録媒体1070に照射される。
The light 1012 that has passed through the quarter-
次に、光記録媒体1070から反射された光1013は、同じ光路を通り、1/4波長板1050の方に誘導される。ここで光1013は、直線偏光(紙面垂直)に偏光され、その後、偏光ビームスプリッタ1030に照射され、レンズ1080を介してフォトダイオード1090に誘導される。フォトダイオード1090により、光記録媒体1070の情報が読み取られる。
Next, the light 1013 reflected from the
ここで、1/2波長板1020および/または1/4波長板1050は、本発明による方法で製造された位相差板で構成されている。すなわち、1/2波長板1020および/または1/4波長板1050は、複屈折領域のリタデーション分布が有意に抑制されている。このため、この光ピックアップ装置1000では、1/2波長板1020および/または1/4波長板1050から出射される光を、所望の偏光状態に調整することが可能となり、波面収差を抑制できる。
Here, the half-
次に、本発明による実施例について説明する。 Next, examples according to the present invention will be described.
(実施例1)
図8に示したような装置を用いて、以下の手順で位相差板を製作した。
Example 1
Using the apparatus as shown in FIG. 8, a retardation plate was manufactured in the following procedure.
まず、板厚が1mmのガラス基板(ボロシリケートガラス)を準備した。 First, a glass substrate (borosilicate glass) having a plate thickness of 1 mm was prepared.
次に、このガラス基板の上部から、レンズ(NA=0.6)を介して、一連のレーザ光を照射後、第1の方向に走査して、ガラス基板内に複屈折領域を形成した。走査速度は、2mm/秒とした。 Next, a series of laser beams were irradiated from above the glass substrate through a lens (NA = 0.6), and then scanned in the first direction to form a birefringent region in the glass substrate. The scanning speed was 2 mm / second.
レーザ光源には、波長が355nmのコヒレント製AVIA−Xを使用した。なお、レーザビームは、回折光学素子により、5つのレーザ光に分岐させた。各レーザ光は、レンズによりガラス基板内で集光された(理論スポット直径0.5μm)。各レーザ光の焦点は、ガラス基板内で直線状に配置され、ガラス基板内での各焦点同士の間隔は、150μmであった。 As a laser light source, AVIA-X manufactured by Coherent having a wavelength of 355 nm was used. The laser beam was split into five laser beams by a diffractive optical element. Each laser beam was condensed in a glass substrate by a lens (theoretical spot diameter: 0.5 μm). The focal points of the laser beams were linearly arranged in the glass substrate, and the distance between the focal points in the glass substrate was 150 μm.
各レーザ光の出力波形は、図5に示す形態とした。ここで、レーザ光の出力最小値Pminは、ゼロとし、期間t1は、1secとした。また、レーザ光の出力最大値Pmaxは、14Wとし、期間t2は、1secとした。さらに、出力値PAは、10.5Wとし、その期間t3は、1secとした。 The output waveform of each laser beam was in the form shown in FIG. Here, the minimum output value P min of the laser beam was zero, and the period t 1 was 1 sec. Further, the maximum output value P max of the laser beam was 14 W, and the period t 2 was 1 sec. Further, the output value P A is set to 10.5 W, the period t 3 was set to 1 sec.
なお、レーザ光の走査は、1回のみとした。 The laser beam was scanned only once.
これにより、ガラス基板内に複屈折領域のパターンが形成された。 Thereby, the pattern of the birefringence area | region was formed in the glass substrate.
図11には、レーザ光の走査方向における複屈折領域パターン(1周期分)のリタデーション分布の測定結果の一部を示す。また、図12には、参考のため、レーザ光の走査方向に垂直な方向(以下、「(レーザ光の)幅方向」と称する)における複屈折領域パターンのリタデーション分布の測定結果の一例を示す。 FIG. 11 shows a part of the measurement result of the retardation distribution of the birefringence region pattern (for one period) in the scanning direction of the laser beam. For reference, FIG. 12 shows an example of the measurement result of the retardation distribution of the birefringent region pattern in a direction perpendicular to the laser beam scanning direction (hereinafter referred to as “(laser beam) width direction”). .
このリタデーションの測定には、Cri社製の複屈折イメージングシステムAbrioを使用した。この方法では、サンプルの前方に光源と円偏光フィルタとを配置し、サンプルの後方に楕円偏光解析器とCCDカメラとを配置した構成が使用される。この構成において、楕円偏光解析器内の液晶光学素子の状態を変化させ、楕円偏光解析器を通過した複数の画像をCCDカメラで取得し、これらの画像を比較計算することにより、発生したリタデーションを定量化することができる。 For the measurement of this retardation, a birefringence imaging system Abrio manufactured by Cri was used. In this method, a configuration is used in which a light source and a circular polarization filter are arranged in front of a sample, and an ellipsometer and a CCD camera are arranged behind the sample. In this configuration, the state of the liquid crystal optical element in the ellipsometer is changed, a plurality of images that have passed through the ellipsometer are acquired by a CCD camera, and these images are compared and calculated. Can be quantified.
図11から明らかなように、複屈折領域パターンには、第1のリタデーションのピークQ1(約800μmの位置)、リタデーションの平坦部分Q2(約2000μm〜約4500μmの位置)および第2のリタデーションのピークQ3(約5000μmの位置)が認められる。これらは、それぞれ、前述の第1の圧縮応力のピークP1、第2の引張応力の平坦部分B2、および第2の圧縮応力のピークP2に相当する。 As is clear from FIG. 11, the birefringent region pattern includes a first retardation peak Q1 (position of about 800 μm), a flat portion Q2 of retardation (position of about 2000 μm to about 4500 μm), and a second retardation peak. Q3 (about 5000 μm position) is observed. These correspond to the first compressive stress peak P1, the second tensile stress flat portion B2, and the second compressive stress peak P2, respectively.
なお、図12から明らかなように、レーザ光の幅方向においても、複屈折領域パターンには、第1のリタデーションのピークQ4(約1700μmの位置)、リタデーションの平坦部分Q5(約2100μm〜約2900μmの位置)および第2のリタデーションのピークQ6(約3200μmの位置)が認められる。 As is apparent from FIG. 12, even in the width direction of the laser beam, the birefringence region pattern has a first retardation peak Q4 (position of about 1700 μm) and a flat portion Q5 of retardation (about 2100 μm to about 2900 μm). ) And the second retardation peak Q6 (position of about 3200 μm) is observed.
次に、このガラス基板をレーザ光の走査方向および幅方向に沿って切断した。走査方向におけるガラス基板の切断箇所は、図11において、矢印S1およびS2で示した位置とした。また、幅方向おけるガラス基板の切断箇所は、図12において、矢印S3およびS4で示した位置とした。 Next, the glass substrate was cut along the scanning direction and the width direction of the laser beam. The cutting position of the glass substrate in the scanning direction was set at the positions indicated by arrows S1 and S2 in FIG. Moreover, the cut | disconnection location of the glass substrate in the width direction was made into the position shown by arrow S3 and S4 in FIG.
これにより、縦(走査方向)約5mm、横(幅方向)約5mmの寸法の位相差板が得られた。なお、位相差板の切断面には、特にワレやクラック等は認められず、健全な状態であった。 As a result, a retardation plate having dimensions of about 5 mm in the vertical direction (scanning direction) and about 5 mm in the horizontal direction (width direction) was obtained. The cut surface of the retardation film was in a healthy state with no cracks or cracks observed.
図13には、得られた位相差板の走査方向における、複屈折領域内のリタデーション分布の測定結果を示す。また、図14には、得られた位相差板の幅方向における、複屈折領域内のリタデーション分布の測定結果を示す。図13および図14において、矢印の位置が位相差板の端面を示している。 FIG. 13 shows the measurement result of the retardation distribution in the birefringence region in the scanning direction of the obtained retardation plate. FIG. 14 shows the measurement results of the retardation distribution in the birefringence region in the width direction of the obtained retardation plate. In FIG. 13 and FIG. 14, the position of the arrow indicates the end face of the retardation film.
図13から、複屈折領域は、走査方向において、第1のリタデーションのピークQ1および第2のリタデーションのピークQ3の位置で切断されており、位相差板の端面には、圧縮応力が生じていることがわかる。同様に、図14から、複屈折領域は、幅方向においても、圧縮応力部分で切断されており、位相差板の端面には、圧縮応力が生じていることがわかる。 From FIG. 13, the birefringent region is cut at the position of the first retardation peak Q1 and the second retardation peak Q3 in the scanning direction, and compressive stress is generated on the end face of the retardation plate. I understand that. Similarly, FIG. 14 shows that the birefringent region is cut at the compressive stress portion also in the width direction, and compressive stress is generated on the end face of the retardation plate.
図15には、図13における平坦部分Q2の部分の拡大図を示す。また、図16には、図14における平坦部分Q5の部分の拡大図を示す。 FIG. 15 shows an enlarged view of the flat portion Q2 in FIG. FIG. 16 shows an enlarged view of the flat portion Q5 in FIG.
図15から、位相差板は、走査方向において、500μmの広い領域にわたって、リタデーション分布が±5%以内に抑えられていることがわかる。同様に、図16から、位相差板は、幅方向において、500μmの広い領域にわたって、リタデーション分布が±5%以内に抑えられていることがわかる。 From FIG. 15, it can be seen that the retardation distribution of the retardation plate is suppressed within ± 5% over a wide region of 500 μm in the scanning direction. Similarly, it can be seen from FIG. 16 that the retardation distribution of the retardation plate is suppressed within ± 5% over a wide region of 500 μm in the width direction.
このように、本発明による方法で得られた位相差板では、複屈折領域に、縦横500μmの広い範囲にわたって、比較的均一なリタデーション分布が得られることがわかった。 Thus, it was found that the retardation plate obtained by the method according to the present invention can provide a relatively uniform retardation distribution in the birefringent region over a wide range of 500 μm in length and width.
(実施例2)
実施例1と同様の方法により、位相差板を作製した。
(Example 2)
A retardation plate was produced in the same manner as in Example 1.
ただし、この実施例2では、各レーザ光のレーザ出力波形において、レーザ光の出力最小値Pminを7Wとした。 However, in Example 2, in the laser output waveform of each laser beam, the minimum output value P min of the laser beam was set to 7W.
その他の条件は、実施例1のものと同様である。 Other conditions are the same as those in the first embodiment.
位相差板の切断面には、特にワレやクラック等は認められず、健全な状態であった。 The cut surface of the retardation film was in a healthy state with no cracks or cracks observed.
図17には、ガラス基板を切断した後の、レーザ光の走査方向における複屈折領域のリタデーション分布の測定結果を示す。また、図18には、ガラス基板を切断した後の、レーザ光の幅方向における複屈折領域のリタデーション分布の測定結果を示す。図17および図18において、矢印の位置が位相差板の端面を示している。 In FIG. 17, the measurement result of the retardation distribution of the birefringent area | region in the scanning direction of a laser beam after cut | disconnecting a glass substrate is shown. Moreover, in FIG. 18, the measurement result of the retardation distribution of the birefringent area | region in the width direction of a laser beam after cut | disconnecting a glass substrate is shown. 17 and 18, the position of the arrow indicates the end face of the retardation plate.
これらの結果から、実施例2の位相差板においても、複屈折領域の各端面には、圧縮応力が生じていることがわかる。 From these results, it can be seen that also in the retardation plate of Example 2, compressive stress is generated on each end face of the birefringent region.
(実施例3)
実施例1と同様の方法により、位相差板を作製した。
(Example 3)
A retardation plate was produced in the same manner as in Example 1.
ただし、この実施例3では、各レーザ光のレーザ出力波形は、図3に示す形態とした。なお、レーザ光の出力最大値Pmaxは、14Wとし、各時間t1およびt2は、いずれも2secとした。 However, in Example 3, the laser output waveform of each laser beam was in the form shown in FIG. The maximum output value P max of the laser beam was 14 W, and the times t 1 and t 2 were both 2 sec.
その他の条件は、実施例1のものと同様である。 Other conditions are the same as those in the first embodiment.
位相差板の切断面には、特にワレやクラック等は認められず、健全な状態であった。 The cut surface of the retardation film was in a healthy state with no cracks or cracks observed.
図19には、ガラス基板を切断した後の、レーザ光の走査方向における複屈折領域のリタデーション分布の測定結果を示す。また、図20には、ガラス基板を切断した後の、レーザ光の幅方向における複屈折領域のリタデーション分布の測定結果を示す。図19および図20において、矢印の位置が位相差板の端面を示している。 In FIG. 19, the measurement result of the retardation distribution of the birefringent area | region in the scanning direction of a laser beam after cut | disconnecting a glass substrate is shown. FIG. 20 shows the measurement result of the retardation distribution of the birefringent region in the width direction of the laser light after cutting the glass substrate. In FIG. 19 and FIG. 20, the position of the arrow indicates the end face of the phase difference plate.
これらの結果から、実施例3の位相差板においても、複屈折領域の各端面には、圧縮応力が生じていることがわかる。 From these results, it can be seen that also in the retardation plate of Example 3, compressive stress is generated on each end face of the birefringent region.
(実施例4)
実施例1と同様の方法により、位相差板を作製した。
(Example 4)
A retardation plate was produced in the same manner as in Example 1.
ただし、この実施例4では、各レーザ光のレーザ出力波形は、図2に示す形態とした。レーザ光の出力最大値Pmaxは、14Wとし、レーザ光の出力最小値Pminは、7Wとし、各時間t1およびt2は、いずれも2secとした。 However, in Example 4, the laser output waveform of each laser beam was in the form shown in FIG. The maximum output value P max of the laser beam was 14 W, the minimum output value P min of the laser beam was 7 W, and the times t 1 and t 2 were both 2 sec.
その他の条件は、実施例1のものと同様である。 Other conditions are the same as those in the first embodiment.
位相差板の切断面には、特にワレやクラック等は認められず、健全な状態であった。 The cut surface of the retardation film was in a healthy state with no cracks or cracks observed.
図21には、ガラス基板を切断した後の、レーザ光の走査方向における複屈折領域のリタデーション分布の測定結果を示す。また、図22には、ガラス基板を切断した後の、レーザ光の幅方向における複屈折領域のリタデーション分布の測定結果を示す。図21および図22において、矢印の位置が位相差板の端面を示している。 In FIG. 21, the measurement result of the retardation distribution of the birefringent area | region in the scanning direction of a laser beam after cut | disconnecting a glass substrate is shown. FIG. 22 shows the measurement result of the retardation distribution of the birefringent region in the width direction of the laser light after cutting the glass substrate. 21 and 22, the position of the arrow indicates the end face of the retardation plate.
これらの結果から、実施例4の位相差板においても、複屈折領域の各端面には、圧縮応力が生じていることがわかる。 From these results, it can be seen that also in the retardation plate of Example 4, compressive stress is generated on each end face of the birefringent region.
このように、本発明による位相差板の製造方法では、ガラス基板を切断する際に、切断部分に割れやクラックが生じ難いことが確認された。また、本発明による方法で製造された位相差板は、複屈折領域に圧縮応力が残存しており、高強度であるとともに、比較的均一なリタデーション分布を有することが確認された。 As described above, in the method for producing a retardation plate according to the present invention, it was confirmed that when the glass substrate was cut, it was difficult for cracks or cracks to occur in the cut portion. In addition, it was confirmed that the retardation plate manufactured by the method according to the present invention has a compressive stress remaining in the birefringent region, has high strength, and has a relatively uniform retardation distribution.
本発明は、位相差板、1/2波長板、1/4波長板、光ピックアップ素子、およびアイソレータ等の光学部品に適用することができる。 The present invention can be applied to optical components such as a retardation plate, a half-wave plate, a quarter-wave plate, an optical pickup element, and an isolator.
1 ガラス基板
2 レーザ光
3 レンズ
4 複屈折領域
110 ガラス基板
125A、125B、125C、125D、125E レーザ光の出力波形
145 複屈折領域
147 非複屈折領域
148 前端部
149 後端部
150 複屈折領域のパターン
200 装置
210 ガラス基板
220 レーザ光
230 レンズ
250 回折光学素子
260A、260B、260C 分岐レーザ光
270A、270B、270C 焦点
290、290A、290B、290C 複屈折領域パターン
900 位相差板
901C 中心
925A、925B 端面
930 複屈折領域
931A、931B 部分
1000 光ピックアップ装置
1010 レーザ光源
1012、1013 光
1020 1/2波長板
1030 偏光ビームスプリッタ
1050 1/4波長板
1070 光記録媒体
1090 フォトダイオード
B1 第1の引張応力の平坦部分
B2 第2の引張応力の平坦部分
P1 第1の圧縮応力のピーク
P2 第2の圧縮応力のピーク
DESCRIPTION OF
Claims (9)
(a)第1および第2の表面を有するガラス基板を準備し、
(b)前記ガラス基板内および/またはガラス基板上に、出力変調されたレーザ光を、前記第1または第2の表面と平行な第1の方向に走査して、前記ガラス基板に、前記第1の方向に沿って、引張応力部分および圧縮応力部分を有する複屈折領域を形成し、
(c)前記ガラス基板を、前記複屈折領域の圧縮応力部分を通るように切断することを特徴とする位相差板の製造方法。 A method for producing a retardation plate having a birefringent region in and / or on a glass substrate,
(A) preparing a glass substrate having first and second surfaces;
(B) scanning the output-modulated laser beam in the glass substrate and / or on the glass substrate in a first direction parallel to the first or second surface; Forming a birefringent region having a tensile stress portion and a compressive stress portion along the direction of 1;
(C) A method for producing a retardation plate, wherein the glass substrate is cut so as to pass through a compressive stress portion of the birefringent region.
前記(c)において、前記ガラス基板は、第1の切断位置および第2の切断位置で切断され、前記第1の切断位置として、前記第1の圧縮応力部分が選定され、第2の切断位置として、前記第2の圧縮応力部分が選定される請求項1に記載の位相差板の製造方法。 In (b), in the birefringent region, there are a first compressive stress portion and a second compressive stress portion along the first direction, and a tensile stress portion between both compressive stress portions. Formed,
In (c), the glass substrate is cut at a first cutting position and a second cutting position, the first compressive stress portion is selected as the first cutting position, and a second cutting position The method for manufacturing a retardation plate according to claim 1, wherein the second compressive stress portion is selected.
前記第1の圧縮応力部分は、前記レーザ出力がステップ状に増加するレーザ光を照射することにより発生し、および/または
前記第2の圧縮応力部分は、前記レーザ出力がステップ状に減少するレーザ光を照射することにより発生する請求項2に記載の位相差板の製造方法。 The output-modulated laser light has a portion where the laser output increases stepwise and / or a portion where the laser output decreases stepwise with respect to time,
The first compressive stress portion is generated by irradiating a laser beam whose laser output increases stepwise, and / or the second compressive stress portion is a laser whose laser output decreases stepwise. The method for producing a retardation plate according to claim 2, which is generated by irradiating light.
前記出力変調されたレーザ光の1周期τは、前記最小値の時間に対する平坦部、および/または前記最大値の時間に対する平坦部を有する請求項4に記載の位相差板の製造方法。 The output modulated laser light includes a minimum value and a maximum value of a laser output,
5. The method of manufacturing a phase difference plate according to claim 4, wherein one period τ of the output-modulated laser beam has a flat portion with respect to the minimum time and / or a flat portion with respect to the maximum time.
前記複屈折領域は、第1の方向に沿って、前記ガラス基板の第1の端面から第2の端面まで延伸されており、
前記複屈折領域は、前記第1の方向に沿った500μmの領域でのリタデーション分布が±5%以内であることを特徴とする位相差板。 A phase difference plate having a birefringent region in and / or on a glass substrate,
The birefringent region extends along a first direction from a first end surface of the glass substrate to a second end surface;
The retardation plate in the birefringent region has a retardation distribution within ± 5% in a region of 500 μm along the first direction.
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