JP4375450B2 - 光学補償素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学補償素子の製造方法及びプロジェクタに関する。

従来、プロジェクタの投写画像のコントラスト向上が求められており、その要求に応えるものとして、液晶光変調装置に光学補償素子が配置されたプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。従来のプロジェクタによれば、光学補償素子を備えているため、液晶パネルのプレチルト角に起因する複屈折（液晶分子によって生ずる光学的な位相差）を補償することができ、その結果、投写画像のコントラストを向上することが可能となる。

光学補償素子としては、有機材料系の光学補償素子（例えば延伸位相差フィルム）のほかに、無機材料系の光学補償素子が知られている。無機材料系の光学補償素子は、例えば、水晶やサファイア等の複屈折性の無機光学補償板を有する。このような無機材料系の光学補償素子は、有機材料系の光学補償素子に比べて、耐熱性、放熱性及び耐光性に優れ、長寿命であり、屈折率異方性の面内均一性がよいという長所を有する。
なお、光学補償素子における無機光学補償板は、例えば研削・研磨装置で研削・研磨して薄くしているが、そのように薄片化された無機光学補償板は単独では扱いづらいことから、所定の厚みを有する透光性支持基板の表面に当該薄片化された無機光学補償板を貼り付けた状態で用いている。

特開２００３−１３１３２０号公報

ところで、従来、無機光学補償板と透光性支持基板とを備える光学補償素子を製造する方法として、複屈折性を有する無機材料からなる無機基板を研削・研磨皿に仮着して所定の厚みとなるまで研削・研磨した後、研削・研磨後の無機基板を研削・研磨皿から剥離して、剥離した無機基板と透光性支持基板とを例えば接着剤によって接着する方法がある。

しかしながら、従来の光学補償素子の製造方法においては、研削・研磨後の無機基板は非常に薄い（例えば１０μｍ以下）ものであるため、研削・研磨後の無機基板を研削・研磨皿から剥離する際や剥離した無機基板を透光性支持基板に接着する際のハンドリングが容易ではなく、光学補償素子を製造するのが容易ではない。
また、従来の光学補償素子の製造方法においては、研削・研磨後の無機基板を単独でハンドリングするのが容易ではないことから、研削・研磨後の無機基板を損傷する危険性が高く、製造コストの低減を図ることが容易ではないという問題がある。

そこで、本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、従来よりも容易に製造することが可能で、製造コストの低減を図ることが可能な光学補償素子の製造方法を提供することを目的とする。また、このような優れた製造方法によって製造された光学補償素子を備えるプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明の光学補償素子の製造方法は、複屈折性を有する無機材料からなる無機基板を、仮着剤を用いてベース材に仮着する無機基板仮着工程と、前記無機基板が仮着された前記ベース材を研削・研磨装置にセットして前記無機基板を研削・研磨する無機基板研削・研磨工程と、研削・研磨後の前記無機基板における前記ベース材とは反対側の面に透光性支持基板を貼り付ける透光性支持基板貼付工程と、前記ベース材に仮着された前記無機基板を前記透光性支持基板とともに前記ベース材から剥離する剥離工程とをこの順序で含むことを特徴とする。

このため、本発明の光学補償素子の製造方法によれば、一旦、無機基板をベース材に仮着した状態で研削・研磨してから、研削・研磨後の無機基板と透光性支持基板とを貼り合わせた後、無機基板を透光性支持基板とともにベース材から剥離することとしているため、研削・研磨後の無機基板を単独でハンドリングする必要が無い。その結果、光学補償素子を従来よりも容易に製造することが可能となる。

また、本発明の光学補償素子の製造方法によれば、研削・研磨後の無機基板を単独でハンドリングするのが不要であることから、研削・研磨後の無機基板を損傷する危険性が低くなり、結果として、製造コストの低減を図ることが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法においては、前記ベース材は、前記無機基板が仮着される側の面が擦りガラス状に加工されたガラス材であることが好ましい。

このような方法とすることにより、例えば仮着剤として水溶性仮着剤を用いた場合に、ベース材と仮着剤との界面に水が浸透しやすくなるため、ベース材から無機基板を剥離するのが容易となる。また、ベース材と無機基板との接触面積が増えるため、研削・研磨時のベース材と無機基板との密着度を向上させることが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法において、前記透光性支持基板貼付工程においては、接着剤を用いて、前記無機基板と前記透光性支持基板とを接着することが好ましい。

このような方法とすることにより、無機基板と透光性支持基板との界面における表面反射の発生が抑制され、光透過率を高めることが可能になる。
また、無機基板及び透光性支持基板の線膨張係数がそれぞれ異なる場合であっても、各基板間の貼り合わせ面における剥離が起こりにくくなり、長期信頼性の低下を抑制することが可能になる。

本発明の光学補償素子の製造方法において、前記透光性支持基板貼付工程においては、前記無機基板の外形サイズよりも大きな外形サイズを有する透光性支持基板を前記無機基板に接着することが好ましい。

このような方法とすることにより、無機基板と透光性支持基板とを接着した際に無機基板と透光性支持基板との間から接着剤が流れ出たとしても、当該接着剤が無機基板とベース材との間に侵入したりベース材に付着したりするのを抑制することが可能となるため、剥離工程において無機基板がベース材から剥がれにくくなるのを抑制することが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法において、前記透光性支持基板貼付工程においては、直接接合によって、前記無機基板と前記透光性支持基板とを接合することが好ましい。

このような方法とすることによっても、無機基板と透光性支持基板との界面における表面反射の発生が抑制され、光透過率を高めることが可能になる。また、無機基板と透光性支持基板とを強固に貼り合わせることができる。また、接着剤を用いた場合に起こりうる接着剤の厚みバラつきが生じないため、研削・研磨後の無機基板の面内厚みむらを低減することが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法において、前記無機基板研削・研磨工程においては、研削又は粗研磨の段階で前記無機基板の研削・研磨を終了することが好ましい。

本発明の光学補償素子の製造方法においては、無機基板と透光性支持基板とを貼り合わせたとき、無機基板の研削・研磨面が透光性支持基板との貼り合わせ面となるため、無機基板を鏡面研磨までせずに研削又は粗研磨の段階で終了したとしても、光学特性がそれほど劣化することはない。すなわち、本発明の光学補償素子の製造方法によれば、光学特性をそれほど劣化させることなく、研削・研磨加工に要する時間を短縮することが可能となる。

また、無機基板を鏡面研磨すると、研磨パッドの形状によっては、無機基板における中央部分の厚みに比べて外周部分の厚みが薄くなってしまう場合がある。この場合には、無機基板の面内厚みむらが発生してしまうことから、光学補償素子の光学特性が低下してしまう。
これに対し、本発明の光学補償素子の製造方法によれば、無機基板研削・研磨工程において、無機基板を鏡面研磨までせずに研削又は粗研磨の段階で終了することとしているため、鏡面研磨に起因した無機基板の面内厚みむらが発生することもなく、光学補償素子の光学特性が低下することもない。

本発明の光学補償素子の製造方法においては、前記無機基板として、水晶基板又はサファイア基板を用いることが好ましい。

このため、本発明の光学補償素子の製造方法によれば、水晶又はサファイアからなる無機光学補償板を備える光学補償素子を従来よりも容易に、かつ、安価に製造することが可能となる。

本発明のプロジェクタは、本発明の光学補償素子の製造方法によって製造された光学補償素子を備えることを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタは、投写画像のコントラストを向上することが可能で、かつ、従来よりも安価なプロジェクタとなる。

以下、本発明の光学補償素子の製造方法及びプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態１］
まず、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の構成について、図１を用いて説明する。

図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す図であり、図１（ｂ）はプロジェクタ１０００の要部を示す図である。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタである。

照明装置１００は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０とを有する。

光源装置１１０は、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、発光管１１２から被照明領域側に向けて射出される光を発光管１１２に向けて反射する副鏡１１６と、楕円面リフレクタ１１４からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ１１８とを有する。光源装置１１０は、照明光軸１００ａｘを中心軸とする光束を射出する。

発光管１１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有する。管球部は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。発光管１１２としては、種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。

楕円面リフレクタ１１４は、発光管１１２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管１１２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有する。

副鏡１１６は、発光管１１２の管球部の略半分を覆い、楕円面リフレクタ１１４の反射凹面と対向して配置される反射手段である。副鏡１１６は、発光管１１２の他方の封止部に挿通・固着されている。副鏡１１６は、発光管１１２から放射された光のうち楕円面リフレクタ１１４に向かわない光を発光管１１２に戻し楕円面リフレクタ１１４に入射させる。

凹レンズ１１８は、楕円面リフレクタ１１４の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ１１４からの光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出するように構成されている。

第１レンズアレイ１２０は、凹レンズ１１８からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第１小レンズ１２２が照明光軸１００ａｘと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、後述する液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。

第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸１００ａｘに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置１１０からの照明光束のうち一方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を有する光を透過し他方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を有する光を照明光軸１００ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の偏光成分を有する光を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の偏光成分を有する光を他方の偏光成分を有する光に変換する位相差板とを有する。

重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０の光軸と照明装置１００の照明光軸１００ａｘとが略一致するように、重畳レンズ１５０が配置されている。なお、重畳レンズ１５０は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有する。色分離光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有する。

ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。光路前段に配置されるダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射し、その他の色光成分を透過させるミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射し、青色光成分を透過させるミラーである。

ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光成分は、反射ミラー２３０により曲折され、集光レンズ３００Ｒを介して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒに入射する。集光レンズ３００Ｒは、重畳レンズ１５０からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。なお、他の集光レンズ３００Ｇ，３００Ｂも、集光レンズ３００Ｒと同様に構成されている。

ダイクロイックミラー２１０を通過した緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇに入射する。一方、青色光成分は、ダイクロイックミラー２２０を透過し、入射側レンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０及び集光レンズ３００Ｂを通過して青色光用の液晶光変調装置４００Ｂに入射する。入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導く機能を有する。

液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光入射側に配置される入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂと、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光射出側に配置される射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂと、入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂと液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂとの間に配置される光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂと、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂとの間に配置される光学補償素子４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂとを有する。

液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、ここでは図示による説明を省略するが、一対の透明なガラス基板（対向基板とＴＦＴ基板）に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、ＴＮ型の液晶パネルである。例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂから射出される１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。また、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光入射側及び光射出側には、それぞれ防塵ガラス（図示せず。）が設けられている。

入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ及び射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂによって入射する各色光の光変調が行われる。

光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂは、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂのプレチルト角に起因する複屈折（液晶分子によって生ずる光学的な位相差）を補償するための素子であり、ここでは詳細な説明を省略するが、複屈折性の無機材料からなる無機光学補償板と、無機光学補償板を支持する透光性支持基板とを有する。無機光学補償板は、例えば水晶からなる無機光学補償板であり、透光性支持基板は、例えば石英ガラスからなる透光性支持基板である。
なお、これら光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂの製造方法については、詳細に後述する。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂから射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって青色光及び赤色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

次に、光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂを製造するための製造方法（実施形態１に係る光学補償素子の製造方法）について、図２〜図４を用いて説明する。なお、光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂは、以下の説明における光学補償素子１と同一の構成からなるとともに、同一の製造方法によって製造されたものである。

図２は、光学補償素子１の構成を示す図である。
図３は、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法を示すフローチャートである。
図４は、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法を説明するために示す図である。図４（ａ）〜図４（ｆ）は各工程を模式的に示す図であって、図４（ａ）はベース材５０に無機基板３０を仮着した状態を示す斜視図であり、図４（ｂ）はベース材５０に無機基板３０を仮着した状態を示す断面図であり、図４（ｃ）は無機基板３０を研削・研磨している様子を示す図であり、図４（ｄ）は研削・研磨後の無機基板３０及びベース材５０を示す図であり、図４（ｅ）は透光性支持基板仮着工程を示す図であり、図４（ｆ）は剥離工程を示す図である。
なお、図２及び図４においては、説明を簡略化するため、各部材（無機光学補償板１０、透光性支持基板２０、無機基板３０など）の厚みや大きさなどについては誇張して図示している。

実施形態１に係る光学補償素子の製造方法は、図２に示すように、無機光学補償板１０と、無機光学補償板１０を支持する透光性支持基板２０とを有する光学補償素子１を製造するための製造方法であって、図３に示すように、「無機基板仮着工程」、「無機基板研削・研磨工程」、「透光性支持基板貼付工程」及び「剥離工程」が順次実施される。以下、これら各工程を順次説明する。

１．無機基板仮着工程
まず、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、複屈折性を有する無機材料からなる無機基板３０を、仮着剤Ｄを用いてベース材５０に仮着する（図３のステップＳ１０）。このとき、複数の無機基板３０をベース材５０上に仮着すれば、全工程終了後には複数の光学補償素子１を同時に得ることができる。

無機基板３０としては、例えば水晶基板を用いている。研削・研磨前の無機基板３０の厚みは、例えば５００μｍである。仮着剤Ｄとしては、例えば水溶性仮着剤（株式会社アーデル製、Ｋ４０）を用いている。ベース材５０としては、所定の厚み（例えば３０ｍｍ）を有する青板ガラスを用いている。なお、ここでは図示による説明を省略したが、ベース材５０における無機基板３０が仮着される側の面は、擦りガラス状に加工されている。

２．無機基板研削・研磨工程
次に、図４（ｃ）に示すように、無機基板３０が仮着されたベース材５０を研削・研磨装置（図示せず。）にセットして無機基板３０を所定の厚み（例えば７μｍ）となるまで研削・研磨する（図３のステップＳ２０）。

研削・研磨装置は、無機基板３０を研削及び研磨するための装置であり、ベース材５０を所定方向に回転させる自転部７１０と、自転部７１０の回転方向とは逆方向に回転するように構成されてなる公転部７２０とを備える。公転部７２０上には複数個の自転部７１０が配設されており、各自転部７１０と公転部７２０とはちょうど自転・公転の関係となるように構成されている。公転部７２０上には目的に併せて研削パッド又は研磨パッドが配置されている。

無機基板研削・研磨工程においては、鏡面研磨まで行わずに研削又は粗研磨の段階で無機基板３０の研削・研磨を終了することとしている。

無機基板研削・研磨工程が終了したら、無機基板３０の研削・研磨面をアルコールで拭いたり洗浄したりすることが好ましい。

３．透光性支持基板貼付工程
次に、図４（ｅ）に示すように、接着剤Ｃを用いて、研削・研磨後の無機基板３０におけるベース材５０とは反対側の面に透光性支持基板２０を接着する（図３のステップＳ３０）。

透光性支持基板２０としては、例えば石英ガラス基板を用いている。透光性支持基板２０の厚みは、例えば５００μｍである。接着剤Ｃとしては、紫外線硬化性の樹脂接着剤を用いている。なお、当該接着剤を硬化する方法としては、蛍光灯下で接着剤を仮硬化した後、ＵＶベルト炉で本硬化することが好ましい。このように仮硬化を行うことによって、連鎖反応を促進して樹脂の分子量を大きくすることができ、接着力を高めることができる。

４．剥離工程
そして、図４（ｆ）に示すように、ベース材５０に仮着された無機基板３０（無機光学補償板１０）を透光性支持基板２０とともにベース材５０から剥離する（図３のステップＳ４０）。具体的には、無機基板３０（無機光学補償板１０）及び透光性支持基板２０をベース材５０ごと超音波印加機能付きの温水槽に入れて、無機基板３０（無機光学補償板１０）及び透光性支持基板２０をベース材５０から剥離する。温水槽の温度や温浴時間については、仮着剤Ｄの種類等に応じて適宜調整すればよい。

以上の工程を実施することにより、図２に示す光学補償素子１（光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂ）を製造することができる。

このように、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法によれば、一旦、無機基板３０をベース材５０に仮着した状態で研削・研磨してから、研削・研磨後の無機基板３０と透光性支持基板２０とを貼り合わせた後、無機基板３０を透光性支持基板２０とともにベース材５０から剥離することとしているため、研削・研磨後の無機基板３０を単独でハンドリングする必要が無い。その結果、光学補償素子を従来よりも容易に製造することが可能となる。

また、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法によれば、研削・研磨後の無機基板３０を単独でハンドリングするのが不要であることから、研削・研磨後の無機基板３０を損傷する危険性が低くなり、結果として、製造コストの低減を図ることが可能となる。

また、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法によれば、透光性支持基板貼付工程を行う前に、研削・研磨後の無機基板３０の研磨不良などの有無について確認することができる。これにより、仮に研削・研磨後の無機基板３０に研磨不良などが生じたとしても、光学補償素子としての不良とせずに済むため、製造コストの低減をそれほど阻むこともない。

実施形態１に係る光学補償素子の製造方法においては、ベース材５０は、無機基板３０が仮着される側の面が擦りガラス状に加工されたガラス材であるため、ベース材５０と仮着剤Ｄとの界面に水が浸透しやすくなり、ベース材５０から無機基板３０を剥離するのが容易となる。また、ベース材５０と無機基板３０との接触面積が増えるため、研削・研磨時のベース材５０と無機基板３０との密着度を向上させることが可能となる。

実施形態１に係る光学補償素子の製造方法において、透光性支持基板貼付工程においては、接着剤Ｃを用いて、無機基板３０と透光性支持基板２０とを接着することとしているため、無機基板３０と透光性支持基板２０との界面における表面反射の発生が抑制され、光透過率を高めることが可能になる。
また、無機基板３０及び透光性支持基板２０の線膨張係数がそれぞれ異なる場合であっても、各基板間の貼り合わせ面における剥離が起こりにくくなり、長期信頼性の低下を抑制することが可能になる。

実施形態１に係る光学補償素子の製造方法において、無機基板研削・研磨工程においては、研削又は粗研磨の段階で無機基板３０の研削・研磨を終了することとしている。
実施形態１に係る光学補償素子の製造方法においては、無機基板３０と透光性支持基板２０とを貼り合わせたとき、無機基板３０の研削・研磨面が透光性支持基板２０との貼り合わせ面となるため、無機基板３０を鏡面研磨までせずに研削又は粗研磨の段階で終了したとしても、光学特性がそれほど劣化することはない。すなわち、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法によれば、光学特性をそれほど劣化させることなく、研削・研磨加工に要する時間を短縮することが可能となる。

また、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法によれば、無機基板研削・研磨工程において、無機基板３０を鏡面研磨までせずに研削又は粗研磨の段階で終了することとしているため、鏡面研磨に起因した無機基板３０の面内厚みむらが発生することもなく、光学補償素子の光学特性が低下することもない。

実施形態１に係る光学補償素子の製造方法においては、無機基板３０として、水晶基板を用いているため、水晶からなる無機光学補償板１０を備える光学補償素子１を従来よりも容易に、かつ、安価に製造することが可能となる。

実施形態１に係る光学補償素子の製造方法においては、透光性支持基板２０として、石英ガラス基板を用いている。石英ガラス基板は複屈折が小さいため、透光性支持基板２０を通過する光束の品質低下を抑制することができ、高品質な光学補償素子を製造することができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法によって製造された光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂを備えるため、投写画像のコントラストを向上することが可能で、かつ、従来よりも安価なプロジェクタとなる。

［実施形態２］
図５は、実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図である。図５（ａ）はプロジェクタ１００２の光学系を示す図であり、図５（ｂ）はプロジェクタ１００２の要部を示す図である。
なお、図５において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有しているが、光学補償素子の構成が、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なる。

すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光入射側及び光射出側にそれぞれ光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂが配置されているのに対し、実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、光射出側にのみ光学補償素子４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂが配置されている。

光学補償素子４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂは、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂのプレチルト角に起因する複屈折（液晶分子によって生ずる光学的な位相差）を補償するための素子であり、ここでは詳細な説明を省略するが、複屈折性の無機材料からなる２つの無機光学補償板と、２つの無機光学補償板を支持する透光性支持基板とを有する。２つの無機光学補償板は、例えば水晶からなる無機光学補償板であり、透光性支持基板は、例えば石英からなる透光性支持基板である。

光学補償素子４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂを製造するための製造方法（実施形態２に係る光学補償素子の製造方法）について、図６〜図８を用いて説明する。なお、光学補償素子４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂは、以下に説明する実施形態２に係る光学補償素子の製造方法によって製造された光学補償素子２と同一の構成からなるとともに、同一の製造方法によって製造されたものである。

図６は、光学補償素子２の構成を示す図である。
図７は、実施形態２に係る光学補償素子の製造方法を示すフローチャートである。
図８は、実施形態２に係る光学補償素子の製造方法を説明するために示す図である。図８（ａ）〜図８（ｈ）は各工程を模式的に示す図であって、図８（ａ）はベース材５０に無機基板３２を仮着した状態を示す断面図であり、図８（ｂ）はベース材５２に無機基板３４を仮着した状態を示す断面図であり、図８（ｃ）は無機基板３２，３４を研削・研磨している様子を示す図であり、図８（ｄ）は研削・研磨後の無機基板３２，３４及びベース材５０，５２を示す図であり、図８（ｅ）は透光性支持基板仮着工程（その１）を示す図であり、図８（ｆ）は剥離工程（その１）を示す図であり、図８（ｇ）は透光性支持基板仮着工程（その２）を示す図であり、図８（ｈ）は剥離工程（その２）を示す図である。
なお、図６及び図８においては、説明を簡略化するため、各部材（無機光学補償板１２，１４、透光性支持基板２２、無機基板３２，３４など）の厚みや大きさなどについては誇張して図示している。

実施形態１に係る光学補償素子の製造方法は、図２に示すように、透光性支持基板２０の片面に無機光学補償板１０が配置された光学補償素子１を製造するための製造方法であったのに対し、実施形態２に係る光学補償素子の製造方法は、図６に示すように、透光性支持基板２２の両面に無機光学補償板１２，１４が配置された光学補償素子２を製造するための製造方法である。

実施形態２に係る光学補償素子の製造方法は、図７に示すように、「第１の無機基板仮着工程」、「第２の無機基板仮着工程」、「無機基板研削・研磨工程」、「透光性支持基板貼付工程（その１）」、「剥離工程（その１）」、「透光性支持基板貼付工程（その２）」及び「剥離工程（その２）」を含んでいる。以下、これら各工程を順次説明する。

１．第１の無機基板仮着工程
まず、図８（ａ）に示すように、複屈折性を有する無機材料からなる無機基板３２を、仮着剤Ｄを用いてベース材５０に仮着する（図７のステップＳ１１０）。

無機基板３２としては、例えば水晶基板を用いている。研削・研磨前の無機基板３２の厚みは、例えば５００μｍである。

２．第２の無機基板仮着工程
次に、図８（ｂ）に示すように、複屈折性を有する無機材料からなる無機基板３４を、仮着剤Ｄを用いてベース材５２に仮着する（図７のステップＳ１１２）。

無機基板３４としては、例えば水晶基板を用いている。研削・研磨前の無機基板３４の厚みは、例えば５００μｍである。ベース材５２は、ベース材５０と同様に、所定の厚み（例えば３０ｍｍ）を有する青板ガラスであり、ベース材５２における無機基板３４が仮着される側の面が擦りガラス状に加工されている。

なお、第２の無機基板仮着工程は、第１の無機基板仮着工程よりも前に行ってもよい。

３．無機基板研削・研磨工程
次に、図８（ｃ）に示すように、無機基板３２が仮着されたベース材５０及び無機基板３４が仮着されたベース材５２を研削・研磨装置（図示せず。）にセットして、無機基板３２，３４を所定の厚み（例えば７μｍ）となるまで研削・研磨する（図７のステップＳ１２０）。

無機基板研削・研磨工程においては、鏡面研磨まで行わずに研削又は粗研磨の段階で無機基板３２，３４の研削・研磨を終了することとしている。

無機基板研削・研磨工程が終了したら、無機基板３２，３４の研削・研磨面をアルコールで拭いたり洗浄したりすることが好ましい。

なお、無機基板３２の研削・研磨と無機基板３４の研削・研磨とは、上記のように同時に行ってもよいし、別のタイミングで行ってもよい。

４．透光性支持基板貼付工程（その１）
次に、図８（ｅ）に示すように、接着剤Ｃを用いて、研削・研磨後の無機基板３２におけるベース材５０とは反対側の面に透光性支持基板２２を接着する（図７のステップＳ１３０）。

透光性支持基板２２としては、例えば石英ガラス基板を用いている。透光性支持基板２２の厚みは、例えば５００μｍである。

５．剥離工程（その１）
次に、図８（ｆ）に示すように、ベース材５０に仮着された無機基板３２（無機光学補償板１２）を透光性支持基板２２とともにベース材５０から剥離する（図７のステップＳ１４０）。具体的な剥離の方法については、実施形態１で説明した方法と同様である。

６．透光性支持基板貼付工程（その２）
次に、図８（ｇ）に示すように、接着剤Ｃを用いて、研削・研磨後の無機基板３４と無機基板３２が接着された透光性支持基板２２とを接着する（図７のステップＳ１５０）。

７．剥離工程（その２）
そして、図８（ｈ）に示すように、ベース材５２に仮着された無機基板３４（無機光学補償板１４）を無機基板３２（無機光学補償板１２）及び透光性支持基板２２とともにベース材５２から剥離する（図７のステップＳ１６０）。具体的な剥離の方法については、実施形態１で説明した方法と同様である。

以上の工程を実施することにより、図６に示す光学補償素子２（光学補償素子４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂ）を製造することができる。

このように、実施形態２に係る光学補償素子の製造方法によれば、一旦、無機基板３２，３４をベース材５０，５２に仮着した状態で研削・研磨してから、研削・研磨後の無機基板３２，３４と透光性支持基板２２とを貼り合わせた後、無機基板３２，３４を透光性支持基板２２とともにベース材５０，５２から剥離することとしているため、研削・研磨後の無機基板３２，３４を単独でハンドリングする必要が無い。その結果、無機光学補償板１２，１４が透光性支持基板２２の両面に配置された光学補償素子２を従来よりも容易に製造することが可能となる。

また、実施形態２に係る光学補償素子の製造方法によれば、研削・研磨後の無機基板３２，３４を単独でハンドリングするのが不要であることから、研削・研磨後の無機基板３２，３４を損傷する危険性が低くなり、結果として、製造コストの低減を図ることが可能となる。

したがって、実施形態２に係る光学補償素子の製造方法は、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法の場合と同様に、従来よりも容易に製造することが可能で、製造コストの低減を図ることが可能な光学補償素子の製造方法となる。

実施形態２に係る光学補償素子の製造方法は、透光性支持基板の両面に無機光学補償板が配置された光学補償素子を製造するための製造方法である点以外の点では、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法で用いた材料と同様の材料を用いるとともに、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法と同様の工程を行うものであるため、実施形態１に係る光学補償素子の製造方法が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、実施形態２に係る光学補償素子の製造方法によって製造された光学補償素子４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂを備えるため、投写画像のコントラストを向上することが可能で、かつ、従来よりも安価なプロジェクタとなる。

以上、本発明の光学補償素子の製造方法及びプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態においては、透光性支持基板貼付工程として、接着剤を用いて無機基板と透光性支持基板とを接着する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、直接接合によって無機基板と透光性支持基板とを接合してもよい。直接接合としては、分子間力による接合やプラズマ接合などを例示することができる。

（２）上記各実施形態においては、無機基板として、水晶基板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、サファイア基板を用いてもよいし、他の複屈折性を有する無機材料（例えば、ウルツ鉱、金紅石、チリ硝石、電気石、硫化カドミウム等）からなる無機基板を用いてもよい。

（３）上記各実施形態においては、透光性支持基板として、石英ガラス基板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、白板ガラス、パイレックス（登録商標）、結晶化ガラス、立方晶の焼結体からなる基板を用いてもよい。

（４）上記各実施形態においては、仮着剤として、水溶性仮着剤を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、熱軟化性仮着剤（例えば、株式会社テスク製、Ａ−１５７９）やワックス（ろう）などを用いてもよい。

（５）上記各実施形態においては、無機基板の外形サイズと略同一の外形サイズを有する透光性支持基板を無機基板に接着する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、無機基板の外形サイズよりも大きな外形サイズを有する透光性支持基板を無機基板に接着してもよい。この場合には、無機基板と透光性支持基板とを接着した際に無機基板と透光性支持基板との間から接着剤が流れ出たとしても、当該接着剤が無機基板とベース材との間に侵入したりベース材に付着したりするのを抑制することが可能となるため、剥離工程において無機基板がベース材から剥がれにくくなるのを抑制することが可能となる。

（６）上記各実施形態においては、ベース材として、無機基板が仮着される側の面が擦りガラス状に加工されたベース材を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。研削・研磨中はベース材と無機基板とが仮着剤によって確実に固定され、研削・研磨後にはベース材から無機基板を剥離するのが容易となるように所定の加工が施された他のベース材を用いてもよい。

（７）上記実施形態１においては、液晶パネルの光入射側及び光射出側にそれぞれ１枚ずつ光学補償素子が配置されている場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光学補償素子の枚数及び配置位置については、液晶パネルの種類等に応じて適宜変更してもよい。

（８）上記各実施形態においては、液晶パネルと光学補償素子とは離隔して配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶パネルと光学補償素子とを貼り合わせ、当該光学補償素子を液晶パネルに設けられる防塵ガラスの代わりとして用いてもよい。

（９）上記実施形態２においては、各光学補償素子４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂの回転位置を調整可能な回転位置調整装置をさらに備えていてもよい。この場合には、光学補償素子が最適な回転位置となるように調整することができ、投写画像のコントラストをさらに向上することが可能となる。

（１０）上記各実施形態においては、光源装置として、楕円面リフレクタからなる光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタからなる光源装置を用いてもよい。

（１１）上記各実施形態においては、光均一化光学系として、レンズアレイからなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、インテグレータロッドからなるロッドインテグレータ光学系を用いてもよい。

（１２）上記各実施形態においては、３つの液晶光変調装置を用いたいわゆる３板式の液晶プロジェクタに本発明が適用される場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクタにも本発明を適用することができる。

（１３）本発明の光学補償素子の製造方法を実施することにより、上述した光透過型の液晶光変調装置に用いる光学補償素子を製造できるのはもちろん、光反射型の液晶光変調装置に用いる光学補償素子も製造することができる。

（１４）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 光学補償素子１の構成を示す図。 実施形態１に係る光学補償素子の製造方法を示すフローチャート。 実施形態１に係る光学補償素子の製造方法を説明するために示す図。 実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図。 光学補償素子２の構成を示す図。 実施形態２に係る光学補償素子の製造方法を示すフローチャート。 実施形態２に係る光学補償素子の製造方法を説明するために示す図。

符号の説明

１，２，４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂ，４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂ…光学補償素子、１０，１２，１４…無機光学補償板、２０，２２…透光性支持基板、３０，３２，３４…無機基板、５０，５２…ベース材、１００…照明装置、１００ａｘ…照明光軸、１１０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ、１１６…副鏡、１１８…凹レンズ、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ，４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂ…液晶光変調装置、４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ…液晶パネル、４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ…入射側偏光板、４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂ…射出側偏光板、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００Ｂ…投写光学系、７１０…自転部、７２０…公転部、１０００，１００２…プロジェクタ、Ｃ…接着剤、Ｄ…仮着剤、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (7)

1. 複屈折性を有する無機材料からなる無機基板を、仮着剤を用いてベース材に仮着する無機基板仮着工程と、
   前記無機基板が仮着された前記ベース材を研削・研磨装置にセットして前記無機基板を研削・研磨する無機基板研削・研磨工程と、
   研削・研磨後の前記無機基板における前記ベース材とは反対側の面に透光性支持基板を貼り付ける透光性支持基板貼付工程と、
   前記ベース材に仮着された前記無機基板を前記透光性支持基板とともに前記ベース材から剥離する剥離工程とをこの順序で含むことを特徴とする光学補償素子の製造方法。
2. 請求項１に記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記ベース材は、前記無機基板が仮着される側の面が擦りガラス状に加工されたガラス材であることを特徴とする光学補償素子の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記透光性支持基板貼付工程においては、接着剤を用いて、前記無機基板と前記透光性支持基板とを接着することを特徴とする光学補償素子の製造方法。
4. 請求項３に記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記透光性支持基板貼付工程においては、前記無機基板の外形サイズよりも大きな外形サイズを有する透光性支持基板を前記無機基板に接着することを特徴とする光学補償素子の製造方法。
5. 請求項１又は２に記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記透光性支持基板貼付工程においては、直接接合によって、前記無機基板と前記透光性支持基板とを接合することを特徴とする光学補償素子の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記無機基板研削・研磨工程においては、研削又は粗研磨の段階で前記無機基板の研削・研磨を終了することを特徴とする光学補償素子の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記無機基板として、水晶基板又はサファイア基板を用いることを特徴とする光学補償素子の製造方法。

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