JPH09183637A - 光学部品及びその製造方法 - Google Patents

光学部品及びその製造方法

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JPH09183637A
JPH09183637A JP7343478A JP34347895A JPH09183637A JP H09183637 A JPH09183637 A JP H09183637A JP 7343478 A JP7343478 A JP 7343478A JP 34347895 A JP34347895 A JP 34347895A JP H09183637 A JPH09183637 A JP H09183637A
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adhesive
substrate
optical
bonding
substrates
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JP7343478A
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Hirohisa Tani
裕久 谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも、光学膜2が形成された第1基板
1と、光学膜が形成された、或いは形成されていない第
2基板4と、両基板1、4間の接合層3とを有する光学
部品であって、基板1、4同士の位置ズレ、接合角度の
狂い、基板の歪みによる光学性能の低下がなく、また分
光透過率の低下が抑制または防止され、しかも生産性良
く製造できる光学部品を提供すること。 【解決手段】 少なくとも、光学膜2が形成された第1
基板1と、光学膜が形成された、或いは形成されていな
い第2基板4と、両基板間1、4の接合層3とを有する
光学部品において、前記接合層3が可視光硬化型接着剤
の硬化層であることを特徴とする光学部品

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば、偏光ビーム
スプリッター、ビームスプリッター、エッジフィルター
等の、光学膜が形成された基板に別の基板を接着剤によ
り接合してなる光学部品及びその製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】現在、私たちの身の回りにある各種製品
の中には、光学膜が形成された基板に別の基板を接着剤
により接合してなる光学部品を使用しているものが多数
ある。例えば、近年の情報化社会に欠くことができない
コンピューター関連機器においては、情報の記録再生装
置として光ディスク等が使用されており、これらの光学
系には前記光学部品が使用されている。
【0003】このような光学部品の多くは一般に、一方
の基板上に酸化物等の誘電体物質を真空蒸着法等により
単層膜または多層膜(光学膜)として形成し、その後、
前記光学膜を形成した基板の光学膜面に他方の基板を接
着剤を用いて接合することにより作製している。例え
ば、偏光ビームスプリッターでは、所定形状に加工した
一方のプリズム上に、高屈折率誘電体物質である酸化チ
タンと低屈折率誘電体物質である酸化ケイ素とを、光学
的膜厚約λ/4(λは設計基準波長)で交互に積層した
多層膜を形成した後、接着剤により他方のプリズムと接
合して作製している。
【0004】このとき用いられる接着剤には、加熱硬化
型、紫外線硬化型等があるが、それぞれ次のような短
所、長所を持っている。加熱硬化型接着剤を用いた場
合、前記二つの基板同士を接着剤を介して貼り合わせ、
例えば、接着治具を用いて動かないように保持しながら
オーブン中で接着剤を加熱硬化させる。
【0005】しかし、この加熱硬化中に、基板同士の位
置ズレや接合角度の狂い等の接合の不具合による光学性
能の低下が度々生じる。これは、硬化するまでの時間が
一般に長いので、不具合が発生する確率が高くなり、ま
た接着治具等を用いた強力な保持を行っても加熱した際
の治具と基板間の熱膨張差によって前記不具合が発生し
やすくなるのが原因と考えられる。
【0006】さらに、加熱により基板自体に歪みが発生
して、これによる光学性能の低下が生じることもある。
これに対して、紫外線硬化型接着剤を用いた場合は、紫
外線を照射して硬化させる接着剤であるため加熱する必
要がなく、しかも短時間で硬化させることができる。従
って、前記のような基板同士の位置ズレ、接合角度の狂
い、基板の歪みによる光学性能の低下は生じないか、或
いは極めて生じにくい。
【0007】また、紫外線硬化型接着剤を用いた場合
は、照射強度の調整により、数秒の照射で接着剤を仮硬
化させ、基板同士を引っ張っても動かなくなる状態(仮
接合の状態)にすることが可能である。そのため、所定
の接合位置や接合角度に追い込んだ後、照射強度を調整
した紫外線を照射するだけで一瞬にして仮接合状態にす
ることが可能であり、その後の本硬化のための所定の紫
外線照射においても、位置ズレや接合角度の狂いが生じ
る危険性はない。
【0008】従って、紫外線硬化型接着剤を用いると、
熱硬化型接着剤を用いた場合には不可能であった、より
精度の高い位置合わせや接合角度を容易に達成すること
が可能となる。さらに、接着剤の種類により多少異なる
が、一般的に熱硬化型接着剤を用いた場合に比べて非常
に短い硬化時間で済むので、作業時間が短縮化されて著
しく生産性が向上するという長所を有している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、酸化物等の
誘電体物質を単層膜または多層膜(光学膜)として形成
した基板に、紫外線硬化型接着剤により他基板を接合し
て光学部品を作製すると、作製された光学部品の分光透
過率が基板接合前の光学膜の分光透過率と比較して大き
く低下するという問題点がある。
【0010】従って、光学部品の分光透過率特性の低下
を見越して紫外線硬化型接着剤を用いるか、或いは基板
間の高精度の位置合わせや光学部品製造の生産性向上を
犠牲にして、作製される光学部品の分光透過率特性をあ
まり低下させることがない加熱硬化型接着剤を用いる必
要があり、両者の長所を同時に生かすことができないと
言う問題点があった。
【0011】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、少なくとも、光学膜が形成された第1基板
と、光学膜が形成された、或いは形成されていない第2
基板と、両基板間の接合層とを有する光学部品であっ
て、基板同士の位置ズレ、接合角度の狂い、基板の歪み
による光学性能の低下がなく、また分光透過率の低下が
抑制または防止され、しかも生産性良く製造できる光学
部品を提供することと、製造の際に光学膜が形成された
基板に別の基板を接着剤により接合しても、基板同士の
位置ズレ、接合角度の狂い、基板の歪みによる光学性能
の低下がなく、また分光透過率の低下を抑制または防止
することが可能であり、しかも生産性が良い光学部品の
製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「少なくとも、光学膜が形成された第1基板と、光学
膜が形成された、或いは形成されていない第2基板と、
両基板間の接合層とを有する光学部品において、前記接
合層が可視光硬化型接着剤の硬化層であることを特徴と
する光学部品(請求項1)」を提供する。
【0013】また、本発明は第二に「少なくとも、光学
膜が形成された第1基板に、光学膜が形成された、或い
は形成されていない第2基板を接着剤により接合する工
程を有する光学部品の製造方法において、前記接着剤に
365nmよりも長波長の光を照射して該接着剤を硬化
させることにより、前記接合を行うことを特徴とする光
学部品の製造方法(請求項2)」を提供する。
【0014】また、本発明は第三に「少なくとも、光学
膜が形成された第1基板に、光学膜が形成された、或い
は形成されていない第2基板を接着剤により接合する工
程を有する光学部品の製造方法において、前記接着剤に
可視光を照射して該接着剤を硬化させることにより、前
記接合を行うことを特徴とする光学部品の製造方法(請
求項3)」を提供する。
【0015】また、本発明は第四に「前記接着剤とし
て、可視光硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤を用
いたことを特徴とする請求項2または3記載の光学部品
の製造方法(請求項4)」を提供する。
【0016】
【発明の実施の形態】紫外線照射により光学部品の分光
透過率が基板接合前の光学膜のそれよりも大きく低下す
るメカニズムは、これまで明確になっていなかったの
で、我々はかかるメカニズムについて鋭意研究を行っ
た。そして、光学部品の光学膜を構成する酸化物が基板
接合の際に紫外線を吸収して励起状態となり、この酸化
物と接着剤との相互作用が光学膜の吸収率を増大させ、
その結果、光学部品の分光透過率が低下することが判っ
た。
【0017】すなわち、光学膜が紫外線を吸収して励起
状態になることが分光透過率低下の第一要因であるの
で、光学膜に紫外線を照射しなければ分光透過率の低下
は発生しないことになる。従来は、紫外線硬化型接着剤
を硬化させるときに、365nm付近の紫外線を一般に
照射しており、この波長の紫外線またはこれよりも短波
長の紫外線の照射により、光学膜の吸収率が増大して、
光学部品の分光透過率が大きく低下することが判った。
【0018】そこで、本第1発明では、光学膜が形成さ
れた基板と、光学膜が形成された、或いは形成されてい
ない基板とを接合する接合層を紫外線照射ではなく可視
光照射により硬化する可視光硬化型接着剤の硬化層とす
ることで、光学膜の吸収率増大(即ち、光学部品の分光
透過率低下)を防止している。また、本第2、第3発明
では、光学膜を前記励起状態とすることがない、或いは
殆どすることがない365nmよりも長波長の光または
可視光を接着剤に照射して該接着剤を硬化させることに
より、光学膜の吸収率増大(即ち、光学部品の分光透過
率低下)を防止している。
【0019】なお、光学部品の分光透過率低下防止の効
果を顕著にするためには、照射光の波長を400nm以
上とすることが好ましい。以下、本発明の実施の形態を
図1に示した光学部品の例を用いて説明する。基板1上
に、高屈折率誘電体であるTiO2 と低屈折率誘電体で
あるSiO2を交互に積層してなる光学多層膜(光学膜
の一例)2が形成されている。
【0020】この光学多層膜2上に光硬化性を有する接
着剤3を塗布し、その上に別の基板4を載せて両基板
1、4が所定の相対位置や相対角度になるように位置合
わせを行った後、365nmよりも長波長の光(例え
ば、可視光)を数秒間照射して接着剤3を仮硬化させる
ことにより、両基板を仮接合状態にする。なお、仮接合
状態とは、両基板を引っ張っても位置ズレや角度ズレが
起こらないが、溶剤中に浸漬すると、或いは溶剤中に浸
漬して加熱すると接合が解かれるような接合状態を言
う。
【0021】光硬化性を有する接着剤3としては、可視
光硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤を用いること
ができる(請求項4)。但し、紫外線硬化型接着剤は、
紫外線(365nm付近)の照射により硬化するように
設計されているので、照射光の波長がこれよりも長い
程、硬化時間も長くなる。そこで、光硬化性を有する接
着剤3としては、紫外線(365nm付近)よりも長波
長である可視光線の照射により硬化するように設計され
ている可視光硬化型接着剤を用いることが特に好まし
い。
【0022】また、紫外線硬化型接着剤を用いるときに
照射する光としては、光学膜が光照射により前記励起状
態とならないことと、接着剤の硬化特性(強度、硬化時
間など)を向上させることの両方を考慮すると、波長が
400nm付近の光が好ましい。仮接合状態となった両
基板1、4の位置ズレや角度ズレ、接合面の気泡などの
接合状態の不具合の有無を確認した後、不具合がなけれ
ば、可視光線を約数十分間照射して接着剤3を本硬化さ
せることにより光学部品が完成する。
【0023】なお万一、不具合がある場合には、仮接合
状態となった両基板1、4を溶剤中に浸漬することによ
り、或いは溶剤中に浸漬して加熱することにより、両基
板1、4を分離した後、前記仮接合のプロセスを再度行
うことにより不具合を解消すればよい。従って、本発明
にかかる光学部品は、基板同士の位置ズレ、接合角度の
狂い、接合面の気泡などの接合状態の不具合をなくすこ
とができる。
【0024】また、本発明にかかる光学部品は、その作
製工程である基板接合の際に基板を加熱する必要がない
ので、基板加熱に起因する基板歪みによる光学性能の低
下がない。さらに、本発明にかかる光学部品は、その作
製工程である基板の接合が短時間の光照射により完了す
るので生産性が良い。
【0025】図2に本発明の一例である可視光照射によ
り基板を接合して作製した光学部品の接合前後の分光透
過率特性を、また図3に従来例である紫外線(365n
m)照射により基板を接合して作製した光学部品の前記
特性をそれぞれ示す。縦軸が透過率(単位:%)、横軸
が波長(単位:nm)である。線21は可視光線照射に
よる基板接合前の分光透過率特性、線22は可視光線照
射による基板接合後の分光透過率特性、線31は紫外線
照射による基板接合前の分光透過率特性、線32は紫外
線照射による基板接合後の分光透過率特性をそれぞれ示
す。
【0026】紫外線(365nm)照射により基板を接
合して作製した従来の光学部品は、略全体に渡って透過
率が約10%低下するのに対して、本発明にかかる可視
光照射により基板を接合して作製した光学部品は、透過
率の低下が全く見られない。以上説明したように、本発
明の光学部品は、基板同士の位置ズレ、接合角度の狂
い、接合面の気泡などの接合状態の不具合がなく、基板
加熱に起因する基板歪みによる光学性能の低下がなく、
また分光透過率の低下が防止または抑制され、しかも生
産性良く製造できる。
【0027】さらに、本発明の光学部品の製造方法は、
製造の際に光学膜が形成された基板に別の基板を接着剤
により接合しても、基板同士の位置ズレ、接合角度の狂
い、接合面の気泡などの接合状態の不具合がなく、基板
加熱に起因する基板歪みによる光学性能の低下がなく、
また分光透過率の低下を抑制または防止することが可能
であり、しかも生産性が良い。
【0028】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。
【0029】
【実施例】図1は本実施例の光学部品の概略構成図であ
る。この光学部品の製造過程を以下に示す。まず、石英
基板上1に、真空蒸着法によりTiO2 とSiO2 とを
交互に19層積層させて光学多層膜(光学膜の一例)2
を形成し、さらに光学多層膜2上に可視光硬化型接着剤
3を塗布して、その上に別の石英基板4を気泡が巻き込
まないよう注意深くのせた。
【0030】このとき、仮に気泡が巻き込んだとして
も、塗布する接着剤3を予め少し多めにしておけば、石
英基板4を加圧することにより、余分な接着剤と共に気
泡が押し出される。押し出された接着剤をふき取った
後、両基板1、4が所定の相対位置、相対角度になるよ
うに測定器で計測しながら微調整を行う。所定の位置関
係に追い込めたら、直ちに可視光線を照射して接着剤3
を仮硬化させることにより、両基板を仮接合状態にし
た。
【0031】この際、照射光の光源は、高強度放電ラン
プ(HIDランプ)から放射される光をフィルターを用
いて波長400nm以上の光としたものを使用し、照射
強度を20mW/cm2 に調整して5秒間の照射を行っ
た。仮接合状態となった両基板1、4の位置ズレや角度
ズレ、接合面の気泡などの接合状態の不具合がないこと
を確認した後、前記光源を用いて、照射強度5mW/c
2 に調整した可視光線を約10分間程度照射して接着
剤3を本硬化させることにより光学部品を完成させた。
【0032】なお、本実施例の光学部品にかかる基板接
合前後の分光透過率特性を比較したところ、全く変化が
ないことが確認された。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学部品
は、基板同士の位置ズレ、接合角度の狂い、接合面の気
泡などの接合状態の不具合がなく、基板加熱に起因する
基板歪みによる光学性能の低下がなく、また分光透過率
の低下が防止または抑制され、しかも生産性良く製造で
きる。
【0034】さらに、本発明の光学部品の製造方法は、
製造の際に光学膜が形成された基板に別の基板を接着剤
により接合しても、基板同士の位置ズレ、接合角度の狂
い、接合面の気泡などの接合状態の不具合がなく、基板
加熱に起因する基板歪みによる光学性能の低下がなく、
また分光透過率の低下を抑制または防止することが可能
であり、しかも生産性が良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、実施例の光学部品の概略構成図である。
【図2】は、本発明にかかる光学部品(一例)にかかる
基板接合前後の分光透過率特性を示すデータ図である。
【図3】は、従来の光学部品(一例)にかかる基板接合
前後の分光透過率特性を示すデータ図である。
【符号の説明】
1 石英基板 2 光学多層膜(光学膜の一例) 3 可視光硬化型接着剤 4 石英基板 21 可視光照射による基板接合前の分光透過率特性 22 可視光照射による基板接合後の分光透過率特性 31 紫外線照射による基板接合前の分光透過率特性 32 紫外線照射による基板接合後の分光透過率特性 以上
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C03C 27/06 101 C03C 27/06 101H G02B 7/00 G02B 7/00 G // G02B 5/20 5/20 5/30 5/30

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、光学膜が形成された第1基
    板と、光学膜が形成された、或いは形成されていない第
    2基板と、両基板間の接合層とを有する光学部品におい
    て、 前記接合層が可視光硬化型接着剤の硬化層であることを
    特徴とする光学部品。
  2. 【請求項2】 少なくとも、光学膜が形成された第1基
    板に、光学膜が形成された、或いは形成されていない第
    2基板を接着剤により接合する工程を有する光学部品の
    製造方法において、 前記接着剤に365nmよりも長波長の光を照射して該
    接着剤を硬化させることにより、前記接合を行うことを
    特徴とする光学部品の製造方法。
  3. 【請求項3】 少なくとも、光学膜が形成された第1基
    板に、光学膜が形成された、或いは形成されていない第
    2基板を接着剤により接合する工程を有する光学部品の
    製造方法において、 前記接着剤に可視光を照射して該接着剤を硬化させるこ
    とにより、前記接合を行うことを特徴とする光学部品の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 前記接着剤として、可視光硬化型接着剤
    または紫外線硬化型接着剤を用いたことを特徴とする請
    求項2または3記載の光学部品の製造方法。
JP7343478A 1995-12-28 1995-12-28 光学部品及びその製造方法 Pending JPH09183637A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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