JP4830685B2 - Method for manufacturing wavelength selective polarization hologram element - Google Patents
Method for manufacturing wavelength selective polarization hologram element Download PDFInfo
- Publication number
- JP4830685B2 JP4830685B2 JP2006192315A JP2006192315A JP4830685B2 JP 4830685 B2 JP4830685 B2 JP 4830685B2 JP 2006192315 A JP2006192315 A JP 2006192315A JP 2006192315 A JP2006192315 A JP 2006192315A JP 4830685 B2 JP4830685 B2 JP 4830685B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarization hologram
- resin
- liquid crystal
- hologram element
- wave plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Polarising Elements (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Head (AREA)
Description
本発明は、光ピックアップ装置の搭載に適した波長選択性偏光ホログラム素子の構造および製造方法に関するものである。 The present invention relates to a structure and manufacturing method of a wavelength selective polarization hologram element suitable for mounting an optical pickup device.
光ピックアップ装置において、CD(コンパクトディスク)とDVDなどの光ディスクに記録・再生するために、それぞれ異なる波長のレーザーを搭載している。CDとDVDでは開口数を変えるなどのために、波長選択性開口制限の機能を持つフィルター素子が必要である。また、偏光を用いた光利用効率の高い偏光ホログラム素子が使われている。 In an optical pickup device, lasers having different wavelengths are mounted for recording / reproducing on / from an optical disc such as a CD (compact disc) and a DVD. CD and DVD require a filter element having a wavelength-selective aperture limiting function in order to change the numerical aperture. In addition, a polarization hologram element using polarized light and having high light utilization efficiency is used.
光ディスク装置の薄型化に伴い、光ピックアップ装置も薄型化する必要があり、光学部品も薄型・集積化する必要があった。偏光ホログラムに必要な波長選択性開口制限素子、波長板および偏光ホログラムをできるだけ薄く構成する技術が必要となった。 As the optical disk device is made thinner, the optical pickup device needs to be made thinner, and the optical components need to be made thinner and integrated. A technique for forming a wavelength-selective aperture limiting element, a wave plate, and a polarization hologram necessary for a polarization hologram as thin as possible is required.
従来は、波長板を水晶基板やフィルム位相差板の部材を複屈折基板(LiNbO3)に形成した偏光ホログラム素子と貼り合わせにより形成する製造方法は紹介されている(例えば特許文献1参照)。
上記のように貼り合わせによる波長選択性偏光ホログラムの製造方法では、ホログラム作成のための基板と波長板である位相差板の2つの部材厚みを合算された厚みが必要であったため、薄型化にも限界があるという課題であった。 As described above, in the method of manufacturing a wavelength selective polarization hologram by bonding, the thickness of the two members of the substrate for making the hologram and the retardation plate that is the wavelength plate is required. It was a problem that there was a limit.
そこで本発明は、従来のフィルム波長板を貼り合わせる製造方法の素子より非常に薄型である波長選択性偏光ホログラム素子の製造方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a method for producing a wavelength selective polarization hologram element that is much thinner than the element of the production method in which a conventional film wave plate is bonded.
本発明の波長選択性偏光ホログラム素子の製造方法は、光ピックアップ装置の薄型化に適した波長選択性開口機能を有する偏光ホログラム素子に、光硬化型液晶樹脂で形成した波長板を用いて単一基板で、すべて形成できる製造方法を提案するものである。 The method for manufacturing a wavelength selective polarization hologram element according to the present invention uses a wavelength plate formed of a photocurable liquid crystal resin in a polarization hologram element having a wavelength selective aperture function suitable for thinning an optical pickup device. We propose a manufacturing method that can be formed entirely on a substrate.
本発明は、複屈折を有するLiNbO3基板の片面に偏光ホログラム素子を作製し、その反対面に波長選択性開口フィルターパターンを光路設計にもとづく配置に合うように形成する。偏光ホログラム素子の回折格子面である位相段差がある格子パターンに埋め込みするための樹脂を塗布して熱硬化させて平坦化する。その上にSiO2の保護層を形成し、さらに光配向樹脂を塗布する。光配向樹脂に必要な方位のUV偏光を照射し配向を行う。その上に光硬化型液晶樹脂を塗布し、ベーク・UV硬化により波長板を形成する。最終、その面に無反射コートである多層膜を成膜する。 In the present invention, a polarization hologram element is produced on one side of a LiNbO3 substrate having birefringence, and a wavelength selective aperture filter pattern is formed on the opposite side so as to conform to the arrangement based on the optical path design. A resin for embedding in a grating pattern having a phase step which is a diffraction grating surface of the polarization hologram element is applied and thermally cured to be flattened. A protective layer of SiO2 is formed thereon, and a photo-alignment resin is further applied. Alignment is performed by irradiating UV-polarized light in a direction necessary for the photo-alignment resin. A light curable liquid crystal resin is applied thereon, and a wave plate is formed by baking and UV curing. Finally, a multilayer film which is a non-reflective coating is formed on the surface.
本発明の波長選択性偏光ホログラム素子の製造方法により、従来のフィルム波長板を貼り合わせる製造方法の素子より非常に薄型であり、光硬化型液晶樹脂を均一に塗布することにより波面収差も低減できる偏光ホログラム素子が得られる。 By the method of manufacturing a wavelength selective polarization hologram element of the present invention, it is much thinner than an element of a manufacturing method in which a conventional film wave plate is bonded, and wavefront aberration can be reduced by uniformly applying a photocurable liquid crystal resin. A polarization hologram element is obtained.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
図1は、第1の実施形態における波長選択性偏光ホログラム素子を示したもので、図1(a)は素子を図2のX方向側から見た平面図、図2(b)は図2のY方向側から見た平面図、図2は素子の構成例を示す断面図、図4は本素子の製造工程を示す図面である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a wavelength selective polarization hologram element according to the first embodiment. FIG. 1 (a) is a plan view of the element when viewed from the X direction in FIG. 2, and FIG. 2 (b) is FIG. FIG. 2 is a sectional view showing a configuration example of the element, and FIG. 4 is a drawing showing a manufacturing process of the element.
図4(a)に示す様にLiNbO3基板103の片方の面に偏光ホログラムの格子パターン105を、フォトリソグラフィ技術を利用してプロトン交換層と位相補償溝エッチングにより形成する。もう片方の面に設けられた波長選択性開口制限パターン104は、CD波長(785nmとする)の透過率を20%以下で、DVD波長(660nmとする)の透過率は96%以上である多層膜構造であり、図1の102の第二領域形成のため、ホログラムとパターン合わせを行い、開口パターンを形成する。その時、第一領域101はCD波長、DVD波長共に96%以上の透過率があり、この第一領域101と第二領域102はDVD波長に対して2λの位相段差にしてあるため、球面収差発生を低減している。
As shown in FIG. 4A, a polarization
次に図4(b)に示す様に基板103の屈折率と埋め込み樹脂107との屈折率差による反射を防ぐため、ホログラム面に無反射コート膜106を形成する。その上から、埋め込みのための透明樹脂107を滴下、スピンコートにより均一に広げて、ベークにより熱硬化させて、回折格子段差の間に埋め込む。この時、回折格子の部分が平坦になる様に材料粘度・回転数を最適化する。
Next, as shown in FIG. 4B, a
この埋め込み樹脂107の上に、SiO2膜108を70〜300nm程度スパッタリングにより形成する。このSiO2膜108は埋め込み樹脂と液晶波長板樹脂との熱膨張による位相差の変化を抑制するために形成する。
An
図3は図2におけるSiO2膜108の有/無による、素子完成品での位相差温度変化を示す。位相差を計測しながらドライヤー加熱により素子温度を上げて、7分後に空冷により常温にもどす間での素子完成品の初期位相差から変化した位相差の割合を位相差相対値で表す。この時間経過で位相差の変量が、SiO2を形成したことで改善される。よって、埋め込み樹脂と光硬化型液晶樹脂の熱膨張差により位相差の温度変化を抑制するため、SiO2層108を挟み込むことで改善できる。
FIG. 3 shows the phase difference temperature change in the completed device depending on the presence / absence of the
次に図4(c)に示す様にSiO2膜108の上に光配向樹脂を滴下、スピンコートにより均一に塗布して、ベークにより硬化する。そして、紫外線偏光露光装置により、特定方位に偏光されたUV光を照射して、配向膜に光配向を行う。
Next, as shown in FIG. 4C, a photo-alignment resin is dropped on the
この配向膜109の上に、光硬化型液晶樹脂110をスピンコートにより均一に塗布し・ベーク・UV照射の工程を経て硬化させて波長板を形成する。最終、この波長板110に無反射コート111を成膜して完成する。この波長板は光配向により配向させた光硬化型液晶樹脂110を用いてスピンコートにより必要な厚みに塗布することで位相差を得ることができる。
On the
上記のような光学素子を形成することにより、波長選択性開口制限機能と偏光ホログラム機能と波長板の3つの機能を併せ持つ単一基板構成の光学素子となり、部品点数を削減でき、さらに薄型化が図れる。 By forming the optical element as described above, it becomes an optical element of a single substrate structure having three functions of a wavelength selective aperture limiting function, a polarization hologram function, and a wave plate, and the number of parts can be reduced and the thickness can be further reduced. I can plan.
以上のように、本発明の波長選択性偏光ホログラム素子の製造方法は、偏光ホログラム面の格子を平坦化して同一面に波長板を形成することができ、基板厚みだけで厚みが決まる素子であり、非常に薄型で、信頼性の高い光学素子として光ピックアップ装置の薄型化に有益である。 As described above, the wavelength-selective polarization hologram element manufacturing method of the present invention is an element that can flatten the grating of the polarization hologram surface to form a wavelength plate on the same surface, and the thickness is determined only by the substrate thickness. As an optical element that is very thin and highly reliable, it is useful for reducing the thickness of the optical pickup device.
101 第一領域
102 第二領域
103 基板(LiNbO3)
104 波長選択性開口制限パターン
105 偏光ホログラムパターン
106 無反射コート
107 埋め込み樹脂層
108 SiO2層
109 配向膜層
110 光硬化型液晶樹脂
111 無反射コート
101 1st area |
104 Wavelength-selective
Claims (2)
LiNbO3複屈折基板の片面に波長選択性開口制限素子を形成する工程と、
前記LiNbO3複屈折基板のもう片面に形成したホログラムの回折格子である段差パターンに透明樹脂を塗布・熱硬化により平坦化を行い埋め込み樹脂層を形成する工程と、
その埋め込み樹脂層上に液晶樹脂を塗布・配向・硬化することにより液晶樹脂波長板を形成する工程とを備え、
前記埋め込み樹脂層と前記液晶樹脂波長板との層間に、SiO2を形成することで、前記埋め込み樹脂層と前記液晶樹脂波長板の熱膨張差による波長板位相差の変動を抑制する偏光ホログラム素子の製造方法。 A method of manufacturing a polarization hologram element used in an optical pickup device,
Forming a wavelength selective aperture limiting element on one side of the LiNbO3 birefringent substrate;
Applying a transparent resin to a step pattern, which is a diffraction grating of a hologram formed on the other surface of the LiNbO3 birefringent substrate, and flattening by thermosetting to form an embedded resin layer ;
As a step of forming a liquid crystal resin wave plate by applying, orienting and curing the liquid resin on the potting layer,
A polarization hologram element that suppresses fluctuations in the retardation of the wavelength plate due to a difference in thermal expansion between the embedded resin layer and the liquid crystal resin wave plate by forming SiO2 between the embedded resin layer and the liquid crystal resin wave plate . Production method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006192315A JP4830685B2 (en) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Method for manufacturing wavelength selective polarization hologram element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006192315A JP4830685B2 (en) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Method for manufacturing wavelength selective polarization hologram element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008021368A JP2008021368A (en) | 2008-01-31 |
JP4830685B2 true JP4830685B2 (en) | 2011-12-07 |
Family
ID=39077205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006192315A Expired - Fee Related JP4830685B2 (en) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Method for manufacturing wavelength selective polarization hologram element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4830685B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012160740A1 (en) | 2011-05-20 | 2012-11-29 | 株式会社有沢製作所 | Optical diffraction element, optical pickup, and method for fabricating optical diffraction element |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3545905B2 (en) * | 1997-04-30 | 2004-07-21 | 株式会社リコー | Polarization separation element and optical head using the polarization separation element |
JP3978821B2 (en) * | 1997-08-20 | 2007-09-19 | 旭硝子株式会社 | Diffraction element |
JP2005310236A (en) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Wavelength selective polarization hologram element |
JP2005339595A (en) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Asahi Glass Co Ltd | Optical head device |
-
2006
- 2006-07-13 JP JP2006192315A patent/JP4830685B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008021368A (en) | 2008-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4692489B2 (en) | Liquid crystal diffractive lens element and optical head device | |
JP2011187108A (en) | Polarization diffraction grating and method for manufacturing the same, and optical pickup apparatus using the polarization diffraction grating | |
WO2006114835A1 (en) | Hologram recording medium and method for manufacturing same | |
KR100975120B1 (en) | Polarization diffraction device with phase delay | |
JP2006252638A (en) | Polarization diffraction element and optical head apparatus | |
JP2006512712A (en) | Controllable bilayer birefringent optical component | |
JP3978821B2 (en) | Diffraction element | |
JP4830685B2 (en) | Method for manufacturing wavelength selective polarization hologram element | |
JP2003315540A (en) | Polarization diffraction element and method for manufacturing the same | |
JPH09304750A (en) | Optical modulation element and optical head device | |
JP2006106726A (en) | Polarized light diffracting element | |
JP2007101866A (en) | Optical component and method for manufacturing optical component | |
JP2000249831A (en) | Optical device and optical head device | |
JP2002357715A (en) | Grating-integrated azimuth rotator and optical head device | |
JP3550905B2 (en) | Manufacturing method of diffraction element used for optical head device | |
JP4999485B2 (en) | Beam splitting element and beam splitting method | |
JP2004258279A (en) | Polarizing diffraction element, its manufacturing method, and optical pickup device using this polarizing diffraction element | |
JP2005353207A (en) | Polarizing hologram element, optical pickup device, and manufacturing method for them | |
JP3947828B2 (en) | Optical head device and manufacturing method thereof | |
KR100703951B1 (en) | Wave selection type diffractive optical elements and manufacturing method thereof | |
JP4427877B2 (en) | Aperture limiting element and optical head device | |
JP2002372624A (en) | Polalized light separation element, semiconductor laser unit and optical pickup device | |
JP2005310236A (en) | Wavelength selective polarization hologram element | |
JP2006114201A (en) | Polarization diffraction element and optical head apparatus | |
JP3713778B2 (en) | Optical head device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090706 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20090817 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110301 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110405 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110823 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110905 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |