JPWO2012099078A1 - 位相差板及び位相差板の製造方法 - Google Patents

Abstract

低コストで、回折光が発生することなく、また、波面収差が発生することのない位相差板を提供する。ガラス基板に配置された第１の領域、第２の領域および第３の領域を有し、前記第１の領域と前記第２の領域は、少なくとも一部に一軸性の複屈折を有し、前記第３の領域は一軸性の複屈折を有し、前記第３の領域は、前記第１の領域と前記第２の領域の間に配置されるものであって、前記第１の領域と前記第２の領域の前記複屈折の進相軸は略平行であり、前記第３の領域の前記複屈折の進相軸は、前記第１および前記第２の領域の複屈折の進相軸と略直交であることを特徴とする位相差板を提供することにより上記課題を解決する。

Description

本発明は、位相差板及び位相差板の製造方法に関する。

光の位相や偏光を制御するためλ／４板、λ／２板といった位相差板が用いられている。位相差板とは、ある軸に平行な直線偏光と垂直な直線偏光の伝搬速度が、互いに異なる値を持つ光学素子である。このような位相差板としては、一般的には、複屈折率材料である水晶や雲母、液晶等が広く用いられており、これら複屈折材料を所定の厚さとなるように加工することにより、λ／４板、λ／２板等が作製される。

しかしながら、このように形成される位相差板は、材料コストや製造コストが高くなるため、作製される位相差板も高価なものとなってしまう。このため、特許文献１及び２では、レーザを用いて、ガラスに複屈折を付与する方法及びガラスにレーザを照射することにより作製される位相差板に関する技術が開示されている。これはガラスにレーザ光を照射することにより、レーザ光の照射された領域においてリタデーションが変化することに着目したものであり、このことに基づき位相差板等を作製するものである。

日本国特開２００７−２３８３４２号公報 国際公開第２００８／１２６８２８号公報

ところで、特許文献１及び２に記載されている作製方法により作製される位相差板は、ガラス基板にレーザ光が照射された領域が位相差板として機能するものであるため、所定の領域内において、光スポットの絞られたレーザ光を照射しながら走査させることにより形成される。この場合、所定の領域内において照射されるレーザ光は、所定の間隔を隔てて走査されるため、レーザ光が直接照射された部分と、それ以外の部分とでは、発生する応力の大きさ等が異なり、光学的特性が不均一となり、回折光が発生したり、波面収差が発生するといった問題点を生じる場合がある。

また、レーザ光は所定の形状の光スポットを有しており、この光スポットは、光スポット内において均一な光強度分布を有しているものではなく、中心部分では光の強度が強く、周辺部分では光の強度はそれよりも弱くなっている。このため、光スポット内においても中心部は周辺部に比べて、より高温に加熱されるため、例え走査されるレーザ光の間隔を狭くしたとしても、上記問題点を解決できないおそれがある。

更に、このような問題点を解消するため、レーザ光を照射するためのレーザ光の照射装置に、光強度分布を補正するような他の光学部材等を設ける方法も考えられるが、この場合、レーザ光を照射する装置が高価なものとなり、作製される位相差板の製造コストが上昇してしまう。

本発明は、上記に鑑みたものであり、低コストで、回折光が発生することなく、また、波面収差が発生することのない位相差板及び位相差板の製造方法の提供を目的とする。

本発明は、ガラス基板に配置された第１の領域、第２の領域および第３の領域を有し、前記第１の領域と前記第２の領域は、少なくとも一部に一軸性の複屈折を有し、前記第３の領域は一軸性の複屈折を有し、前記第３の領域は、前記第１の領域と前記第２の領域の間に配置されるものであって、前記第１の領域と前記第２の領域の前記複屈折の進相軸は略平行であり、前記第３の領域の前記複屈折の進相軸は、前記第１および前記第２の領域の複屈折の進相軸と略直交であることを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の領域及び前記第２の領域はレーザ光を照射することにより形成された領域であって、前記第３の領域は、レーザ光が照射されていない領域である。

また、本発明は、前記第１の領域において照射しながら走査されるレーザ光の走査方向と、前記第２の領域において照射しながら走査されるレーザ光の走査方向とは略平行である。

また、本発明は、前記第３の領域において、前記レーザ光の走査方向に平行な方向の屈折率は、前記レーザ光の走査方向に垂直な方向の屈折率よりも高いものである。

また、本発明は、前記第１の領域と前記第２の領域は、略平行に配置されている。

また、本発明は、前記第１の領域と前記第２の領域との間隔は、前記位相差板に入射する光のスポット径よりも広いものである。

また、本発明は、前記第３の領域の位相差は、前記位相差板に入射する光の波長の１／４波長、または、１／２波長であることを特徴とする。

また、本発明は、ガラス基板に配置された第１の領域、第２の領域および第３の領域を有し、前記第３の領域は、前記第１の領域と前記第２の領域の間に配置されるものであって、ガラス基板上に、一方の方向にレーザ光を照射しながら走査することにより、第１の領域を形成する工程と、前記第１の領域より所定の距離離れた第２の領域において、前記一方の方向と略平行にレーザ光を照射しながら走査することにより、第２の領域を形成する工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記レーザ光の照射は、前記ガラス基板の厚さ方向、または、面方向において、前記一方の方向と略平行に複数回行うものである。

また、本発明は、前記第１の領域を形成する工程と、前記第２の領域を形成する工程は、同時に行われる。

また、ガラス基板に複屈折領域を有する位相差板の製造方法であって、
（ａ）ガラス基板を準備し、
（ｂ）前記ガラス基板の第１の領域、および該第１の領域から離間した第２の領域に、レーザ光を固定照射し、これにより、前記第１および第２の領域を横切る方向において、前記第１および第２の領域内に、それぞれ、第１および第２のリタデーション値のピークが形成され、両領域の間の第３の領域に、リタデーション値の平坦部またはピークが形成されることを特徴とする。

また、前記第１の領域は、１または複数の第１のレーザ光を照射することにより形成され、前記第２の領域は、１または複数の第２のレーザ光を照射することにより形成される。

また、前記第１のレーザ光の少なくとも一つおよび／または第２のレーザ光の少なくとも一つは、線状または楕円形状のレーザスポットを有する。

また、前記第１、第３、および第２の領域は、第１の方向に沿って形成され、前記第１の領域に照射される前記第１の複数のレーザ光のレーザスポットは、前記第１の方向と略垂直な第２の方向に沿って配列され、前記第２の領域に照射される前記複数のレーザ光のレーザスポットは、前記第２の方向に沿って配列される。

また、前記第１、第３、および第２の領域は、第１の方向に沿って形成され、前記第１のレーザ光の少なくとも一つの線状または楕円形状のレーザスポットは、長軸が前記第１の方向と略垂直な第２の方向と平行になるように配置され、ならびに／または前記第２のレーザ光の少なくとも一つの線状または楕円形状のレーザスポットは、長軸が前記第１の方向と略垂直な第２の方向と平行になるように配置される。
また、前記第１の複数のレーザ光のレーザスポットは、前記第２の方向に沿った複数の列を構成し、前記第２の複数のレーザ光のレーザスポットは、前記第２の方向に沿った複数の列を構成する。

また、前記第１の複数のレーザ光のレーザスポットは、線状または楕円形状のレーザスポットを有し、前記第２の複数のレーザ光のレーザスポットは、線状または楕円形状のレーザスポットを有し、前記第１のレーザ光の線状または楕円形状のレーザスポットは、長軸が前記第２の方向に平行となるように配置され、前記第２のレーザ光の線状または楕円形状のレーザスポットは、長軸が前記第２の方向に平行となるように配置される。
また、前記第１の複数のレーザ光のレーザスポットは、列の先端側のレーザスポットほど強度が強くなっており、前記第２の複数のレーザ光のレーザスポットは、列の先端側のレーザスポットほど強度が強くなっている。

また、前記（ｂ）において、レーザ光は、前記第１の領域と第２の領域に、同時に照射される。

また、前記（ｂ）において、レーザ光は、前記第１の領域の照射が完了した後に、前記第２の領域に照射される。

また、前記第１の領域と第２の領域の間隔は、最大１０ｍｍ以下である。

また、前記（ｂ）は、前記ガラス基板の第１の深さ位置において、前記ガラス基板の第１の領域、および該第１の領域から離間した第２の領域に、レーザ光を固定照射する工程と、前記ガラス基板の第２の深さ位置において、前記ガラス基板の第４の領域、および該第４の領域から離間した第５の領域に、レーザ光を固定照射する工程とを有し、前記ガラス基板を厚さ方向から見たとき、前記第４の領域は、前記第１の領域と一致しており、前記第５の領域は、前記第２の領域と一致している。

本発明によれば、低コストで、回折光が発生することなく、また、波面収差が発生することのない位相差板及び位相差板の製造方法を提供できる。

本実施の形態における位相差板の構造図 本実施の形態における位相差板の構造図 本実施の形態における位相差板の製造装置の構造図 本実施の形態における位相差板の製造方法のフローチャート 本実施の形態における位相差板の製造方法の工程図 本実施の形態における位相差板の製造方法の工程図 本実施の形態における位相差板の断面図 本実施の形態におけるメタルマスクを用いた位相差板の製造方法の説明図（１） 本実施の形態におけるメタルマスクを用いた位相差板の製造方法の説明図（２） 本実施の形態におけるメタルマスクを用いた位相差板の製造方法の説明図（３） 実施例１における位相差板の上面図 実施例１における位相差板の断面図 本実施の形態における位相差板の製造方法の説明図 実施例１における位相差板において測定したＸ座標の位置とリタデーション及び進相軸角度の相関図 透過スポット評価装置の構造図 実施例１における位相差板の透過スポットの写真（１） 実施例１における位相差板の透過スポットの写真（２） 実施例１における位相差板の透過スポットの写真（３） 実施例２における位相差板の上面図 実施例２における位相差板の断面図 実施例２における位相差板において測定したＸ座標の位置とリタデーション及び進相軸角度の相関図 実施例２における位相差板のＸ座標の位置と球面収差との相関図（１） 球面収差の測定方法の説明図（１） 実施例２における位相差板のＸ座標の位置と球面収差との相関図（２） 球面収差の測定方法の説明図（２） 実施例３における位相差板の上面図 実施例３における位相差板の断面図 実施例３における位相差板において測定したＸ座標の位置とリタデーション及び進相軸角度の相関図 実施例３における位相差板の波長と透過率との相関図 実施例４における位相差板の上面図 実施例４における位相差板の断面図 実施例４における照射されるレーザ光のＸ軸方向における走査ライン数とリタデーションＲｄとの相関図 実施例４における照射されるレーザ光のＺ軸方向における走査ライン数とリタデーションＲｄとの相関図 ガラス基板の第１の領域に、第１のレーザ光を固定照射法で照射し、ガラス基板の第２の領域に、第２のレーザ光を固定照射法で照射することにより得られた複屈折領域におけるリタデーション分布を模式的に示した図 本発明による「固定照射法」の第１の態様を模式的に示した図 本発明による「固定照射法」の第２の態様を模式的に示した図 本発明による「固定照射法」の第３の態様を模式的に示した図 本発明による位相差板の製造方法の一例を概略的に示したフロー図 本発明による位相差板の製造方法に使用される装置の一例を概略的に示した図 実施例５において得られた複屈折領域における、第１の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向に垂直な方向）でのリタデーション分布の測定結果を示したグラフ 実施例６において得られた複屈折領域における、第１の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向に垂直な方向）でのリタデーション分布の測定結果を示したグラフ 実施例７の各照射時間において得られた複屈折領域における、第１の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向に垂直な方向）でのリタデーション分布の測定結果をまとめて示したグラフ 実施例８の１回目の複屈折領域形成処理後、および２回目の複屈折領域形成処理後の、複屈折領域における第１の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向に垂直な方向）でのリタデーション分布の測定結果をまとめて示したグラフ

発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

（位相差板）
本発明の位相差板について説明する。本発明の位相差板に用いられるガラス基板は、厚さが１００〜５０００μｍの範囲である。１００μｍ未満では作製時や使用時に割れやすいおそれがあり、５０００μｍ超では位相差板としては厚すぎてスペースや質量の問題から使用しづらいおそれがあるからである。ガラス基板の材質としては、ソーダライムガラス、アルカリガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、リン酸ガラス、鉛ガラス、ビスマス系ガラス、合成石英等が使用可能である。中でも、可視から近赤外波長域で透明であることが好ましいため、合成石英や、ホウケイ酸ガラスを用いることが好ましく、安価であることから白板ガラス（透過率の高いソーダライムガラス）を用いることがさらに好ましい。白板ガラスの例としては、ショット社製Ｂ２７０が挙げられる。

本発明の位相差板１は、図１Ａ及び１Ｂに示されるように、ガラス基板１０に形成された第１の領域２１、第２の領域２２、第３の領域３１を有しており、第３の領域３１は、第１の領域２１と第２の領域２２との間に配置されている。

ここで、第１の領域２１と第２の領域２２は、少なくとも一部に一軸性の複屈折を有し、その進相軸の方向は互いに略平行である。複屈折とは、偏光した光が透過する際、偏光の向きによって位相にずれを生じる現象であり、具体的には位相が速く進む進相軸と呼ばれる軸に平行な成分の偏光と、進相軸に垂直な成分の偏光の間に位相のずれが発生する。位相が遅れる軸は遅相軸と呼ばれる。

また、一軸性複屈折とは、一つの方向に進相軸または遅相軸が揃っている状態を表す。

ここで、第１の領域２１および第２の領域２２が「少なくとも一部に一軸性複屈折を有する」とは、進相軸や遅相軸の向きが異なる領域が部分的に存在しても、領域全体として見たときには特定の向きの進相軸を有していることを指す。「全体として見る」とは、位相のそろった光を領域全体に入射して進相軸の向きを測定することを指す。前記のとおり、全体として見た進相軸は第１の領域２１と第２の領域２２で略平行である。

ここで、略平行とは、２つの軸のなす角が、−１５°以上、＋１５°以下の範囲、より好ましくは、−５°以上、＋５°以下の範囲を意味するものとする。また、略直交とは、２つの軸のなす角が、７５°以上、１０５°以下の範囲、より好ましくは、８５°以上、９５°以下の範囲を意味するものとする。

第３の領域３１は一軸性の複屈折を有しており、その進相軸の方向は、第１の領域２１、第２の領域２２の進相軸の方向と略直交している。第３の領域３１は第１の領域２１および第２の領域２２とは異なり、進相軸や遅相軸の向きが異なる領域が部分的にも存在しない。

ところで、ガラスの一軸性複屈折は、特定の向きの応力によって形成される。第１の領域２１および第２の領域２２は一軸性複屈折を有しているが、その由来は、一つの方向に揃った残留応力である。第１の領域２１および第２の領域２２に存在する残留応力の方向はお互いに略平行である。

また、進相軸や遅相軸の向きが異なる領域が部分的に存在する場合、第１の領域２１、あるいは第２の領域２２の内部に残留応力の向きの異なるものが複数含まれるが、各領域での残留応力の総和が特定の向きに残っていれば良い。

ところで、一般的に残留応力を有する部分がガラス内部に存在する場合、力のつり合い（作用反作用の法則）から、その周囲のガラスにも応力が生じる。実際には３次元的なつり合いを考慮した複雑な分布となり、有限要素法等を用いた解析が必要であるが、単純には、応力が引張応力であれば圧縮応力が、圧縮応力であれば引張応力が、同じ方向に主に発生する。

前述のように第１の領域２１および第２の領域２２内部に残留応力が存在するので、その周囲である第３の領域３１にも、作用反作用の関係から応力が発生する。第１の領域２１および第２の領域２２の有する残留応力が略平行な方向に揃った引張応力である場合には、第３の領域３１に発生する応力は、第１の領域２１および第２の領域２２の残留応力の方向と略平行な圧縮応力の成分が主となる。

ここで、ガラスの複屈折と応力の関係について考える。一般に、応力が引張である場合と、応力が圧縮である場合とでは、応力の向きが進相軸となるか遅相軸となるかが異なる。どちらが進相軸となるかは光弾性係数の符号によって異なるが、ガラスでは引張応力の方向に進相軸が生じ、その垂直な方向に遅相軸が生じる。圧縮応力では逆に、応力の方向に遅相軸が生じ、垂直な方向に進相軸が生じる。

前述のように、第１の領域２１および第２の領域２２は一部に残留応力を有する部分を含み、残留応力の方向はそれぞれ略平行であって、かつ、基板表面に平行である。したがって、第１の領域２１および第２の領域２２は残留応力に対応した一軸性複屈折を有する部分を含む。第１の領域２１および第２の領域２２に含まれる複屈折の進相軸はそれぞれ略平行であり、基板表面に平行である。

第１の領域２１および第２の領域２２に生じる残留応力が引張応力である場合には、第３の領域３１には、圧縮応力が生じ、圧縮応力に対応した複屈折が発生する。ここで、前述のように第３の領域３１に発生する応力は、基板表面に平行な一つの方向に揃っており、第１の領域２１および第２の領域２２の応力方向と略平行な圧縮応力である。したがって、第３の領域３１に発生する複屈折は一軸性複屈折であり、進相軸は基板表面に平行な一つの方向に揃っている。さらに、圧縮応力と平行に遅相軸が生じることから、進相軸は圧縮応力の向きと略直交する。

第３の領域３１に生じた圧縮応力と、第１の領域２１および第２の領域２２に生じた引張応力の向きは略平行であるので、第３の領域３１の進相軸と、第１の領域２１および第２の領域２２の進相軸は略直交することになる。

よって、第３の領域３１の進相軸は、第１の領域２１および第２の領域２２の有する複屈折の進相軸と略直交した進相軸を有し、領域内を透過する偏光に対して位相差板として機能する。

以上のように、第１の領域２１および第２の領域２２は内部に一軸性複屈折を有する部分を含み、これらは基板表面に平行な面内で略平行であり、また、第３の領域３１は一軸性複屈折を有し、その進相軸は前記第１の領域２１が有する一軸性複屈折の進相軸と略直交した方向であることを特徴としている。

前記第１の領域２１及び第２の領域２２に存在する残留応力を有する部分は、例えば、領域の一部もしくは全部を、レーザ光をＹ軸方向に照射しながら走査することにより形成される。

このレーザ光の照射により、ガラス基板１０における第１の領域２１及び第２の領域２２においては、ガラスが一旦加熱された後冷却されるためＹ軸に平行な引張応力が発生する。これにより、おおむねガラスの歪点を超える温度まで上昇した領域ではＹ軸方向における屈折率ｎ_ｙは、Ｘ軸方向における屈折率ｎ_ｘよりも低く形成される。

このようにして、前記のレーザ光照射によって、第１の領域２１および第２の領域２２は、一軸性複屈折となる部分を有することになる。また、ガラスの歪点を超える温度まで上昇しなかった部分においては、前記のような一軸性複屈折が誘起されないことがある。このような場合でも、それぞれ第１の領域２１および第２の領域２２を全体として見た場合には、第３の領域３１と略直交する進相軸を有する一軸性複屈折とみなせる。

なお、第１の領域２１及び第２の領域２２に応力を誘起する手段はレーザ走査以外の方法でもよい。例えば、Ｙ軸方向に配列した複数のレーザスポットを固定照射したり、またはＹ軸方向に長軸を有する楕円形状のレーザ光を固定照射してもよい。レーザ以外にも、例えばヒータなどの熱源を第１の領域２１及び２２に接触させて十分加熱し、後に冷却される際にＹ軸方向に温度勾配が付くような工夫を施すことにより、第１の領域２１及び第２の領域２２に前述の様な応力を誘起できる。

また、他に考えられる具体的な方法として、第１の領域２１及び第２の領域２２の基板１０表面に、基板１０とは異なる熱膨張係数を持ったガラスフリット材料等をＹ軸方向に沿ってライン状に塗布した後に、第１の領域２１及び第２の領域２２及び塗布したガラスフリット材料などを十分に加熱し冷却することで、熱膨張係数の違いにより前述の様な応力を第１の領域２１及び第２の領域２２に誘起できる。

また、さらに考えられる具体的な方法として、第１の領域２１及び第２の領域２２を十分に加熱した後、第１の領域２１及び第２の領域２２に機械的プレスなどの手段で加圧を行いながら冷却を行うことにより、第１の領域２１及び第２の領域２２に前述のような応力を誘起することができる。

なお、第１の領域２１および第２の領域２２に誘起される残留応力、それに伴う複屈折の方向については、上記のようなＸ軸方向、Ｙ軸方向に限定されるものではない。基板の表面に略平行に揃っていれば、後述するような位相差板の機能を発揮できる。

また、この第３の領域３１はレーザ光が照射されていないため、第１の領域２１や第２の領域２２であれば発生してしまうレーザ光の照射ムラによる回折光や波面収差が、第３の領域３１では発生せず、特許文献２記載の技術による位相差板と比べて光学的に均一な位相差板となる。

また、本発明における位相差板は、入射した光の位相を変化させるものであるため、形成される第３の領域３１の幅、即ち、第１の領域２１と第２の領域２２との間隔は、入射する光の光スポットの径よりも広くなるように形成されている。

本発明の位相差板の用途として、光ディスクのピックアップ内の光学系が例に挙げられる。光ディスクとしては、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ等がある。

本発明の位相差板はピックアップ用レーザ光照射による劣化がごく小さいため、ピックアップ内の光学系の中でもレーザ光源近辺に組み込まれることが想定される。このとき、位相差板に入射する光の光スポットの直径は概ね１０〜１００μｍの範囲となる。

そのため、本発明の位相差板がピックアップ内の光学系に使用される場合は、第３の領域３１は直径１００μｍ以上であることが好ましく、素子組み込みの位置マージンも考慮して、直径１ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

但し、前述のように、第３の領域３１に誘起される位相差は第１の領域２１、第２の領域２２の残留応力に起因するが、第１の領域２１と第２の領域２２の間隔、即ち、第３の領域３１の幅が広すぎると、第１の領域２１と第２の領域２２の応力が第３の領域３１に与える影響が弱まることで、発生するリタデーションＲｄが小さくなり、位相差板としての性能を損なうおそれがある。

ここで、リタデーションＲｄとは位相差板の性能を表す値である。具体的には、位相差板を透過した偏光のうち、進相軸と平行な成分の屈折率と、進相軸と垂直な成分の屈折率の差の絶対値Δｎ、および、複屈折領域の厚みｔによって、以下の式で表現される。

Ｒｄ ＝ Δｎ × ｔ

位相差板のリタデーションＲｄを、透過する光の波長に応じた所望量に調節することで、透過光の偏光状態を調節できる。

位相差板としての性能を損なわないために、第１の領域２１と第２の領域２２の間隔はガラス材料、加工条件によって好ましい範囲がある。ソーダライムガラス等の一般的なガラス基板を用いて、後述の好ましい加工条件で加工した場合、５０ｍｍ以下が好ましく、さらには２５ｍｍ以下が好ましく、さらには１０ｍｍ以下が最も好ましい。

また、第３の領域３１において均一な応力を発生させ、リタデーション等を均一にするためには、第１の領域２１および第２の領域２２は略平行に形成されていることが好ましい。さらには、第１の領域２１において照射しながら走査されるレーザ光の走査方向と、第２の領域２２において照射しながら走査されるレーザ光の走査方向とは、略平行であることが好ましい。

（位相差板の製造方法）
次に、本発明の位相差板の製造方法について説明する。

図２は、本実施の形態における位相差板を製造するための製造装置の一例を示すものである。具体的に、この製造装置は、レーザ光を発する光源１０１、ミラー１０２及び１０３、レンズ１０４、位相差 板の形成されるガラス基板１０が設置されるＸＹステージ１０５、ＸＹステージ１０５を制御するためのコンピュータ１０６を有している。

光源１０１は、３５５ｎｍのレーザ光を発するＵＶ−ＹＡＧレーザが用いられている。光源１０１より発せられた光は、ミラー１０２及び１０３を介しレンズ１０４により集光され、ガラス基板１０に照射される。

ガラス基板１０は、ＸＹステージ１０５によりＸ方向及びＹ方向に移動させることができ、ガラス基板１０の所望の位置にレーザ光を照射することができる。レーザ光をＹ軸方向に走査させながら照射する方法としては、例えば、ＸＹステージ１０５によりガラス基板１０をＹ軸方向に移動させながら、レーザ光をガラス基板１０に照射する方法等が挙げられる。

なお、本実施の形態では、光源１０１として、ＵＶ−ＹＡＧレーザを用いた場合について説明しているが、これ以外の波長のレーザ光、例えば、チタンサファイアレーザ、グリーンＹＡＧレーザ（波長５３２ｎｍ）、ＸｅＣｌなどのエキシマレーザ、ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）やＹＶＯ_４レーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）、２倍波（波長５３２ｎｍ）、または３倍波（波長３５５ｎｍ）などを用いてもよい。また、ガラス基板１０を構成する材料に適した波長のレーザ光が用いられる。

前記のようにガラス基板１０にレーザ光が吸収されて熱となり、その後冷却されてガラス内部に応力が生じるため、レーザ光波長はガラス基板１０を構成する材料が適度に吸収を有する波長である必要がある。吸収が大きすぎると表面近傍のみが加熱されて応力も表面から生じ、割れ等の不良につながるため好ましくない。

また、吸収が少なすぎると、レーザ光が熱に変換されず、十分な位相差を生じるための応力を生成できず、好ましくない。吸収係数（／ｍｍ）としては０．００５〜０．３（１ｍｍ厚での内部透過率９９〜５０％に相当）が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜０．１（１ｍｍ厚での内部透過率９８〜８０％に相当）であると良い。

例えば、硝材として一般的なソーダライムガラスを用いた場合、波長１０６５ｎｍにおいて吸収係数が概ね０．０２（／ｍｍ）であるため、この波長を有する光源のＹＡＧレーザとの組み合わせで本実施形態とできる。

また、この光吸収は２光子吸収でもよく、この場合は上述の吸収範囲に収まらない場合でも本実施形態となる。例えば、Ｂ２７０（ショット社製）を硝材として用いた場合、波長３５５ｎｍのＵＶ−ＹＡＧレーザでは吸収をほとんど持たないが、高倍率レンズで集光することによって吸収が生じることがあり、このレーザを使用できる。

前述のようにガラス基板１０にレーザ光が吸収されて熱となり、その後冷却されてガラス内部に応力が生じる。そこで、第１の領域２１及び第２の領域２２に照射されるレーザのパワーを調節することで残留応力を調整し、第３の領域３１に誘起するリタデーションＲｄを制御することが考えられる。

ここで、照射されるレーザのパワーとは、照射されたレーザ光のうち、ガラス基板に入射する光のエネルギー総量を指す。第１の領域２１、第２の領域２２に照射するレーザ強度は、弱すぎればガラスが十分に加熱されず応力が十分発生しないため位相差板の性能を損ない、強すぎれば応力が強すぎたり吸収が基板表面近傍で発生したりして割れの原因となる。

このため、ガラス材料、加工装置などによって好ましい範囲が決まり、例えば波長３５５ｎｍのレーザをソーダライムガラス等の一般的なガラス基板に照射する場合は０．０２Ｗ以上２００Ｗ以下が好ましく、０．１Ｗ以上５０Ｗ以下がさらに好ましく、０．５Ｗ以上２０Ｗ以下が特に好ましい。

なお、第１の領域２１及び第２の領域２２に誘起される応力は冷却速度が大きい程大きくなるため、加熱後の冷却速度を上げるための工夫を行っても良い。冷却方法としては例えば、基板１０を金属板などの熱伝導率の大きな平板と接触させながら冷却することで熱逃げを増やす方法や、基板１０表面と接するようにガスや冷却水などの流体を循環させる方法や、基板１０を保持するステージにペルチェ素子などの電気的冷却手段を施す方法や、基板１０を保持するステージの保持手段として吸着方式などを用いることで基板１０とステージの密着度を上げ基板１０からの熱逃げを増やす方法などが考えられる。

次に、図３に基づき第一の実施形態における位相差板の製造方法について説明する。最初に、ステップ１０７（Ｓ１０７）において、第１の領域２１に光源１０１より発せられたレーザ光１００を照射する。図４Ａに示されるように、レーザ光１００をガラス基板１０に対しＹ軸方向に略平行な方向に照射しながら走査する。尚、レーザ光１００の走査は、Ｘ軸方向及びガラス基板１０の厚さ方向において、焦点位置を変えながら繰り返し行う。

次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、第１の領域２１より所定の間隔離れている第２の領域２２に、光源１０１より発せられたレーザ光１００を照射する。図４Ｂに示されるように、レーザ光１００をガラス基板１０に対し、Ｙ軸方向に略平行な方向に照射しながら走査する。このため、ステップ１０８では、照射されるレーザ光１００は、第１の領域２１に照射されたレーザ光１００の走査方向と略平行な方向に走査される。なお、レーザ光１００の走査は、ステップ１０７の場合と同様に、Ｘ軸方向及びガラス基板１０の厚さ方向において、焦点位置を変えながら繰り返し行う。

前述のように、第３の領域３１に誘起されるリタデーションＲｄは第１の領域２１、第２の領域２２の残留応力に起因する。このため、第３の領域３１に所望のリタデーションＲｄを得るための手段として、第１の領域２１、第２の領域２２の残留応力を制御することが考えられる。第１の領域２１、第２の領域２２の残留応力を制御する手段として、レーザ走査速度を制御することが考えられる。

第１の領域２１、第２の領域２２にレーザ走査する速度は、速すぎればガラスが十分に加熱されず応力が十分に発生せず位相差板の性能を損なうおそれがある。また、遅すぎれば熱の拡散によってレーザ照射部近傍の温度が均一となってしまい走査に応じた応力の異方性が十分に発生しないため、位相差板の性能が十分に得られないおそれがある。

このように、レーザ走査する速度は、ガラス材料や加工装置によって好ましい範囲が決まる。例えば波長３５５ｎｍで３．２Ｗのレーザ光をソーダライムガラス等の一般的なガラス基板に照射する場合、レーザ光の走査速度は０．０１ｍｍ／ｓｅｃから１０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲が好ましく、０．０５ｍｍ／ｓｅｃから２５０ｍｍ／ｓｅｃの範囲がさらに好ましく、０．２ｍｍ／ｓｅｃから５０ｍｍ／ｓｅｃの範囲が特に好ましい。

ところで、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ステップ１０７及びステップ１０８においては、レーザ光の走査は、Ｘ軸方向及びガラス基板１０の厚さ方向（Ｚ軸方向）において、焦点位置を変えながら繰り返し行ってもよい。このようにレーザ光の走査を厚さ方向に複数回行うことにより、リタデーションＲｄを増やすことができる。

このようにして作製される本実施の形態における位相差板では、図５に示すように、第１の領域２１及び第２の領域２２において、Ｙ軸方向に略平行な方向に照射しながら走査されたレーザ光の走査ライン４１は、Ｘ軸方向及びガラス基板１０の厚さ方向（Ｚ軸方向）における異なる位置に複数形成される。図５では、Ｘ軸方向に７回、Ｚ軸方向に４回照査し、第３の領域３１に位相差板を製造する一例を図示している。

前述のように、第３の領域３１に誘起される位相差は第１の領域２１、第２の領域２２の残留応力に起因するが、第１の領域２１、第２の領域２２に誘起される残留応力を制御する手段として照射レーザのＸ軸方向またはＺ軸方向を変えながらレーザ走査する場合、走査の間隔には好ましい範囲がある。

繰返し走査の際、レーザ照射によって残留応力が誘起された部分が次のレーザ走査によって再び加熱されると、はじめに誘起された残留応力が熱によって緩和されてしまう。このため、走査する間隔が狭すぎるとレーザ走査本数を増やしても応力が十分に誘起できず、位相差板の特性や生産効率が十分に得られないおそれがある。

一方、Ｘ軸方向の走査間隔が広すぎると、第３の領域３１に対する第１の領域２１及び第２の領域２２の面積が多くなり位相差板の所望の有効面積を得るために必要な素子サイズが大きくなり、基板面積あたりに作りこめる素子数が少なくなる。

また、Ｚ軸方向の走査間隔が大きすぎると単位基板厚み内に加工できるレーザ走査数が少なくなり、第１の領域２１、第２の領域２２に十分な応力を誘起するために必要な位相差板の厚みが厚くなる。位相差板のサイズ、厚みが大きいことはプロジェクタや光ピックアップ装置などコンパクト化が望まれるモジュール用途において実用性が減少するおそれがある。また、基板面積あたりの位相差板の数が少ないことは材料コストの面から好ましくない。

よって、レーザ光の走査間隔には好ましい範囲があり、１μｍ〜５０００μｍであることが好ましく、１０μｍ〜１０００μｍであればさらに好ましく、５０μｍ〜２００μｍであることが特に好ましい。

また、部分的に開口を有するメタルマスクなどを用いてレーザ走査を行うことで、複数の位相差板を同時にガラス基板上に製造する方法が考えられる。位相差板機能を有する領域には圧縮応力が、その周囲には引張応力が生じている。この応力に起因して切断ラインが曲がったり、クラックが進展するなどの理由により加工が難しくなる問題が生じるおそれがある。このとき、メタルマスクを用いて開口部以外の照射レーザ光を遮ることで、遮られた部分の応力が小さくなり、加工が容易となる利点がある。

メタルマスクの材料としては、遮光性に優れた材料であればよく、例えばステンレス、アルミ、鉄等が好適な例として挙げられる。また厚みとしては、薄すぎると遮光性に問題があり、厚すぎるとレーザ集光を妨げるおそれがあり、０．１ｍｍ〜１ｃｍ程度の厚みを有することが好ましい。

メタルマスクを用いた加工法を具体的に述べる。図６に示すようにガラス基板１０に開口部１１５を複数有するメタルマスク１１０を設置し、ガラス基板１０とメタルマスク１１０を固定する。次に、図７に示すように、メタルマスクで覆ったガラス基板において、第１のレーザ走査領域１１６となる部分にメタルマスク１１０の上からレーザ照射し、Ｙ軸方向に走査する。同様に、メタルマスクで覆ったガラス基板において、第２のレーザ走査領域１１７となる部分にメタルマスク１１０の上からレーザ照射し、Ｙ軸方向に走査する。ここで、レーザの焦点位置はＺ軸に関してガラス基板内部に固定されている。

以上の加工を行った後メタルマスク１１０を取り除くと、図８に示すようにガラス基板１０にはメタルマスク開口部１１５に対応した位置に第１の領域２１および第２の領域２２が形成され、その間には第３の領域３１が形成される。すなわち、上述のようにメタルマスクなどを用いることで、ガラス基板上に複数の位相差板を一括して製造できる。

以上により、第一の実施形態における位相差板を製造できる。なお、上記においては、第１の領域２１におけるレーザ光の照射と第２の領域２２におけるレーザ光の照射とを順に行った場合について説明したが、第１の領域２１におけるレーザ光の照射と第２の領域２２におけるレーザ光の照射とは同時に行うものであってもよい。例えば回折光学素子や部分透過ミラーを用いてレーザ光を分岐したり、レーザ自体を複数台用いる方法がある。

さらに、第二の実施形態として、
（ａ）ガラス基板を準備し、
（ｂ）前記ガラス基板の第１の領域、および該第１の領域から離間した第２の領域に、レーザ光を固定照射し、

これにより、前記第１および第２の領域に、それぞれ、第１および第２のリタデーション値のピークが形成され、両領域の間の第３の領域に、リタデーション値の平坦部またはピークが形成されることを特徴とする位相差板の製造方法がある。

本製造方法では、レーザ光は、ガラス基板の所定の位置に照射され、そのまま位置が移動しない。すなわち、レーザ光は、ガラス基板に対して固定しており、走査されない。このため、本方法では、レーザ光の走査に起因するばらつきの問題が生じない。

従って、本方法では、複屈折領域の形成状態に高い再現性が得られ、製造工程毎の複屈折領域の状態変動を有意に抑制可能となる。

ここで、本方法による製造方法では、前記ガラス基板の第１の領域、および該第１の領域から離間した第２の領域に、レーザ光を固定して照射する方式を採用している。（以下、このような本発明の特徴的なレーザ光の照射方式を、特に「固定照射法」と称する。）このような「固定照射法」では、レーザ光が照射された第１の領域と第２の領域の間に、複屈折領域を有する第３の領域が形成される。

以下、図面を参照して、この現象について詳しく説明する。

図３２には、ガラス基板の第１の領域に、第１のレーザ光を固定照射し、ガラス基板の第２の領域に、第２のレーザ光を固定照射することにより得られた複屈折領域におけるリタデーション分布を模式的に示す。

図３２において、横軸は、ガラス基板の位置を表し、縦軸は、リタデーションの値を表している。横軸の座標Ａ１点は、ガラス基板の第１の領域、すなわち第１のレーザ光が照射された位置に相当し、横軸の座標Ａ２点は、ガラス基板の第２の領域、すなわち第２のレーザ光が照射された位置に相当する。ここで、リタデーション値の第１のピークＰ１は、第１のレーザ光が照射されたガラス基板の第１の領域（座標Ａ１）に形成される。リタデーション値の第２のピークＰ２は、第２のレーザ光が照射されたガラス基板の第２の領域（座標Ａ２）に形成される。また、リタデーション値の平坦部Ｂ１は、第１の領域と第２の領域の間の第３の領域（座標Ａ１〜Ａ２の間）に生じる。

図３２から明らかなように、本発明による方法で得られる位相差板の複屈折領域において、リタデーション分布は、２つの大きなピークＰ１（第１のピーク）、Ｐ２（第２のピーク）と、両ピークの間の一つの平坦部Ｂ１と、を示す。また、第１および第２のピークＰ１、Ｐ２の外側には、それぞれ、小さなピークＱ１（第１の小ピーク）、Ｑ２（第２の小ピーク）が生じる。

なお、このようなリタデーション分布は、偏光顕微鏡による複屈折測定や複屈折率測定装置により、容易に得ることができる。

図３３には、本発明による「固定照射法」の第１の態様を模式的に示す。図３３の下側には、参考のため、図３２に示したようなガラス基板の位置に対するリタデーション分布を合わせて示す。

図３３に示すように、この第１の態様では、ガラス基板１０の第１の領域３１０に、第１のレーザ光群１２０が固定照射され、第２の領域１３０に、第２のレーザ光群１４０が固定照射される。

これにより、第１の領域３１０にリタデーション値のピークＰ１が形成され、第２の領域１３０にリタデーション値のピークＰ２が形成される。また、第１の領域３１０と第２の領域１３０の間に、リタデーション値の平坦部Ｂ１（またはピーク。以下同じ）を有する第３の領域１５０が形成される。さらに、第１の領域３１０の外側、すなわち平坦部Ｂ１とは反対の側には、第１の小ピークＱ１が形成され、第２の領域１３０の外側、すなわち平坦部Ｂ１とは反対の側には、第２の小ピークＱ２が形成される。

ここで、図３３の例では、第１のレーザ光群１２０は、６つのレーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆで構成されている。また、第２のレーザ光群１４０は、６つのレーザスポット１４０Ａ〜１４０Ｆで構成されている。しかしながら、各レーザ光群１２０、１４０を構成するレーザスポットの数は、特に限られない。例えば、各レーザ光群１２０、１４０は、それぞれ、単一のレーザスポットで構成されても良い。ただし、両領域３１０、１３０のレーザスポットの数を増やすことにより、第３の領域１５０の全長（Ｙ方向の長さ）を広げることが可能となる。

また、図３３の例では、各レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆ、１４０Ａ〜１４０Ｆは、略円形の形状を有し、いずれも同一のスポット径を有する。しかしながら、これは一例であって、レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆ、１４０Ａ〜１４０Ｆの少なくとも一つは、例えば線状（より正確には矩形状）や楕円形のスポットであっても良く、また、各スポットの径は、異なっていても良い。

また、図３３の例では、各レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆ、１４０Ａ〜１４０Ｆを構成するレーザ光線の強度は、同一である。しかしながら、これは必ずしも必要ではなく、レーザ光線の強度は、スポット毎に変化させても良い。例えば、第１のレーザ光群１２０において、連続的にまたはステップ状に、スポットの強度を変化させて、列の先端側のスポット（１２０Ａ、１２０Ｆ）ほど、強度が強くなるようにしても良い。第２のレーザ光群１４０においても同様である。

第１のレーザ光群１２０において、各レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆの強度を同一とした場合、第１の領域３１０の列方向（Ｙ方向）の中央側では、各レーザスポットによる熱影響が重畳される。このため、第１の領域３１０の列方向の中央側ほど、大きな熱影響を受けるようになる。しかしながら、列の先端側のスポット（１２０Ａ、１２０Ｆ）ほど、強度が強くなるようにした場合、第１の領域３１０の列方向における熱影響の度合いが均質化され、第１の領域３１０の列方向に沿って均一なリタデーション分布を得ることが可能になる。第２の領域１３０においても同様である。

さらに、第１のレーザ光群１２０を構成する各レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆは、一つの方向（Ｙ方向）に沿って配列されているが、これは必ずしも必要ではない。例えば、各レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆの位置は、ジグザグ状に配置しても良い。ただし、第１のレーザ光群１２０のレーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆと、第２のレーザ光群１４０のレーザスポット１４０Ａ〜１４０Ｆとは、第３の領域１５０を介して、相互に対称に配置することが好ましい。これにより、第３の領域１５０におけるリタデーション分布の均一性が向上する。

また、レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆ、１４０Ａ〜１４０Ｆが線状または楕円形のスポットを有する場合、レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆ、１４０Ａ〜１４０Ｆは、その長軸がレーザスポットの配列方向（図３３の例ではＹ方向）に平行となるようにして、配列されても良い。この場合、全てが円形状のレーザスポットを同一方向に配列した場合に比べて、スポット数を低減することが可能となる。

図３４には、本発明による「固定照射法」の第２の態様を模式的に示す。
図３４に示すように、この第２の態様では、第１の態様とは異なり、第１のレーザ光群１２０を構成する各レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｌは、列１２０Ｘ１および１２０Ｘ２の２列に配列されている。同様に、第２のレーザ光群１４０を構成する各レーザスポット１４０Ａ〜１４０Ｌは、列１４０Ｘ１および１４０Ｘ２の２列に配列されている。

このように、第１のレーザ光群１２０および第２のレーザ光群１４０を構成する各レーザスポットは、２列以上に配列しても良い。

この第３の態様では、第１の領域３１０および第２の領域１３０のＸ方向における幅（さらには第３の領域の幅）を広くでき、Ｘ方向に沿って、より広い複屈折領域を形成可能となる。

また、この態様においても、レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｌ、１４０Ａ〜１４０Ｌが線状または楕円形のスポットを有する場合、レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｌ、１４０Ａ〜１４０Ｌは、その長軸がレーザスポットの配列方向（図４の例ではＹ方向）に平行となるようにして、配列されても良い。この場合、全てが円形状のレーザスポットを同一方向に配列した場合に比べて、スポット数を低減することが可能となる。

図３５には、本発明による「固定照射法」の第３の態様を模式的に示す。
図３５に示すように、この第３の態様では、第１の態様とは異なり、第１のレーザ光群１２０を構成する各レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆは、Ｙ方向に沿って一列に配列されてはいない。すなわち、第１のレーザ光群１２０を構成する各レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆは、中央側のレーザスポット（例えば１２０Ｃ、１２０Ｄ）ほど、第２の領域１３０からの距離が遠くなるように配置される。同様に、第２のレーザ光群１４０を構成する各レーザスポット１４０Ａ〜１４０Ｆは、中央側のレーザスポット（例えば１４０Ｃ、１４０Ｄ）ほど、第１の領域１１０からの距離が遠くなるように配置される。

このような第３の態様では、第１の領域１１０内で、各レーザスポット１２０Ａ〜１２０Ｆによる熱影響部が二次元的に（Ｘ方向およびＹ方向に）、より均一に広がるようになる。また、第２の領域１３０内で、各レーザスポット１４０Ａ〜１４０Ｆによる熱影響部が二次元的に（Ｘ方向およびＹ方向に）、より均一に広がるようになる。また、これに伴い、第３の領域１５０の全長（Ｙ方向の長さ）がより延伸可能になる。

以上、図３３〜図３５を参照して、本発明による「固定照射法」の態様の一例を説明した。しかしながら、これらの態様は、単なる一例であって、その他にも様々な「固定照射法」の態様が存在することは当業者には明らかである。

例えば、前述の全ての例では、ガラス基板１０の第１の深さ位置において、第１のレーザ光群１２０が第１の領域３１０に固定照射され、第２のレーザ光群１４０が第２の領域１３０に固定照射され、第３の領域１５０が形成される。しかしながら、例えば、ガラス基板の第１の深さ位置において、第１および第２のレーザ光群を固定照射した後（１回目の複屈折領域形成処理）、ガラス基板の第２の深さ位置において、同様の固定照射（２回目の複屈折領域形成処理）を行っても良い。また、この場合、ガラス基板を厚さ方向から見たとき、１回目の複屈折領域形成処理において、第１および第２のレーザ光群が照射された位置と、２回目の複屈折領域形成処理において、第１および第２のレーザ光群が照射された位置とは、実質的に一致していても良い。

ガラス基板の各深さ位置において、複屈折領域形成処理を２回以上繰り返すこのような態様では、前述の図３２に示したようなリタデーション分布挙動がより顕著となり、複屈折領域の中心（第３の領域）に、より大きなリタデーション値を有する領域が形成可能となる。

以下、図３６および図３７を参照して、本発明の「固定照射法」による位相差板の製造方法について、より具体的に説明する。

図３６には、本発明の「固定照射法」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３７には、本発明の「固定照射法」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。

図３６に示すように、本発明の「固定照射法」による位相差板の製造方法は、
（ａ）ガラス基板を準備する工程（工程Ｓ１１０）と、
（ｂ）前記ガラス基板の第１の領域、および該第１の領域から離間した第２の領域に、レーザ光を固定照射する工程であって、これにより、前記第１および第２の領域に、それぞれ、第１および第２のリタデーション値のピークが形成され、両領域の間の第３の領域に、リタデーション値の平坦部またはピークが形成される工程（工程Ｓ１２０）と、
を有する。

なお、必要な場合、さらに、
（ｃ）ガラス基板を切断する工程（工程Ｓ１３０）を実施しても良い。

図３７には、本発明の「固定照射法」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。

図３７に示すように、本発明の「固定照射法」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〜２６０Ｆに分岐する回折光学素子２５０と、各分岐レーザ光２６０Ａ〜２６０Ｆをガラス基板１０の所望の位置に収束させるレンズ２３０とを備える。

なお、分岐レーザ光２６０Ａ〜２６０Ｃは、ガラス基板１０の第１の領域２８０に照射され、分岐レーザ光２６０Ｄ〜２６０Ｆは、ガラス基板１０の第２の領域２９０に照射される。ただし、一つの側面図では、この態様を明確に表すことができないため、図３７では、第１の領域２８０に照射される分岐レーザ光２６０Ａ〜２６０Ｃと、第２の領域２９０に照射される分岐レーザ光２６０Ｄ〜２６０Ｆとが、別々に示されている。

レーザ光２２０用のレーザ光源は、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）、ＹＶＯ_４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ＹＶＯ_４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。

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、複屈折領域の拡張に有利である。

回折光学素子２５０は、一つのレーザ光２２０を複数の分岐レーザ光２６０Ａ〜２６０Ｆ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。

以下、図３７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。

（工程Ｓ１１０）
まず、位相差板を構成するためのガラス基板１０が準備される。
ガラス基板１０の組成は、特に限られない。ガラス基板１０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１０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。

（工程Ｓ１２０）
次に、レーザ光源から、ガラス基板１０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、６つの分岐ビーム２６０（２６０Ａ〜２６０Ｆ）に分岐される。

このうち分岐ビーム２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃは、レンズ２３０によって収束され、ガラス基板１０の内部の第１の領域２８０に、それぞれ、レーザスポット２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃを形成する。各レーザスポット２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃは、一直線状に配置されても良い。

同様に、分岐ビーム２６０Ｄ、２６０Ｅ、２６０Ｆは、レンズ２３０によって収束され、ガラス基板１０の内部の第２の領域２９０に、それぞれ、レーザスポット２７０Ｄ、２７０Ｅ、２７０Ｆを形成する。各レーザスポット２７０Ｄ、２７０Ｅ、２７０Ｆは、一直線状に配置されても良い。ここで、第１の領域２８０と第２の領域２９０のガラス基板１０の表面からの深さは、ほぼ一致している。

なお、図３７の例では、第１および第２の領域２８０、２９０には、３つのレーザ光が焦光されている。しかしながら、レーザスポットの数は、任意である。
また、図３７の例では、全ての分岐ビーム２６０Ａ〜２６０Ｆが、単一のレンズ２３０によって集光されているが、第１の領域２８０に集光される分岐ビーム２６０Ａ〜２６０Ｃと、第２の領域２９０に集光される分岐ビーム２６０Ｄ〜２６０Ｆとで、異なるレンズを使用しても良い。

各焦点２７０Ａ〜２７０Ｆのレーザスポットの直径は、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（例えば０．５μｍ）であっても良い。

また、各領域２８０、２９０において、レーザスポット同士の間隔は、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。

前述のように、本発明では、第１の領域２８０に照射される分岐ビーム２６０Ａ〜２６０Ｃ、および第２の領域２９０に照射される分岐ビーム２６０Ｄ〜２６０Ｆは、いずれも固定照射法で照射され、走査されない。これにより、第１の領域２８０と第２の領域２９０の間に、第３の領域が形成され、全体として、例えば図３２ に示すようなリタデーション分布を有する複屈折領域を形成することができる。

ここで、ガラス基板１０の第１の領域２８０への分岐ビーム２６０Ａ〜２６０Ｃの照射と、第２の領域２９０への分岐ビーム２６０Ｄ〜２６０Ｆへの照射は、必ずしも同時に行う必要はない。例えば、ガラス基板１０の第１の領域２８０に、分岐ビーム２６０Ａ〜２６０Ｃを照射して、第１の領域２８０に、図３３に示すような大きなリタデーション値のピークＰ１を発生させてから、第２の領域２９０に、分岐ビーム２６０Ｄ〜２６０Ｆを照射して、第２の領域２９０に、図３３に示すような大きなリタデーション値のピークＰ２を発生させても良い。また、例えば、第１の領域２８０に一つの分岐ビーム（例えば分岐ビーム２６０Ａ）を照射した後に、第２の領域２９０に、一つの分岐ビーム（例えば分岐ビーム２６０Ｄ）を照射するなど、第１の領域２８０と第２の領域２９０との間で、レーザ光を交互に照射しても良い。

なお、第１の領域２８０と第２の領域２９０の間に形成される第３の領域の幅（すなわち、第１の領域２８０と第２の領域２９０の間の距離）は、特に限られない。ただし、第３の領域の幅を広くするには、各分岐ビームのレーザパワーを大きくするか、各領域２８０、２９０に、図３４に示したような複数列に配列されたレーザ光を使用することが必要となる。各領域２８０、２９０に照射されるレーザ光が一列ずつの場合、第３の領域の幅は、通常１０ｍｍ以下である。第３の領域の幅は、例えば、０．１ｍｍ〜２ｍｍの間である。

（工程Ｓ１３０）
以上の工程を経て、複屈折領域が形成されたガラス基板を有する位相差板を得ることができる。

ただし、小型の位相差板を得る必要がある場合など、必要な場合には、さらに、ガラス基板１０を切断（ダイシング）する工程を実施しても良い。
この際には、複屈折領域内においてリタデーション値の小ピークＱ１、Ｑ２に対応する箇所を通るようにして、ガラス基板１０を切断することが好ましい。前述のように、小ピークＱ１、Ｑ２に対応する箇所には、圧縮応力が残留している。このため、位相差板をそのような位置でダイシングした場合、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。また、位相差板の端面には、圧縮応力が存在するため、高強度の位相差板を得ることが可能となる。

なお、以上の記載では、一例として、第１および第２の領域２８０、２９０のそれぞれに、Ｙ方向に沿って直線状に配置された３本の分岐レーザ光が照射される場合を例に、本発明の製造方法について説明した。

しかしながら、前述のように、第１の領域２８０および第２の領域２９０に、レーザ光線を照射する際の態様（特に、レーザスポットの配置）としては、様々な形態が考えられることに留意する必要がある。また、ガラス基板１０の異なる深さ位置で、前述の工程Ｓ１２０を繰り返すことにより、前述のように、複屈折領域の中心（第３の領域）に、より大きなリタデーション値を有する領域を形成することができる。

（実施例１）
次に、実施例１となる本実施の形態における位相差板について説明する。本実施例における位相差板は、大きさが７６ｍｍ×２６ｍｍ、厚さが１．０ｍｍのガラス基板１０として松浪硝子工業株式会社製スライドガラスＳ１１１２を用いた。

第１の領域２１及び第２の領域２２は、後述するメタルマスクの開口部の両側より、２．７ｍｍの領域に形成され、第３の領域３１は、第１の領域２１と第２の領域２２との間に、幅が２．０ｍｍとなるように形成された。具体的には、図１１に示されるように、ガラス基板１０のレーザ光が照射される面上に大きさが７ｍｍ×７．４ｍｍの開口部を有するメタルマスク１１０を基板に固定して設置した。

次に、レーザ光がガラス内部に集光されるようにレンズを設置し、メタルマスク側よりレーザをガラス基板に照射した。ここで、メタルマスク開口部をレーザ光が走査する時だけレーザ光は基板に照射されるため、第１の領域２１および第２の領域２２はメタルマスク開口部内に対応したガラス基板部分に形成された。また、第３の領域３１は、第１の領域２１と第２の領域２２の間に設置されるため、第３の領域３１もメタルマスク開口部内に対応したガラス基板部分に形成された。

基板表面とレーザの焦点距離が一定となるように位置関係を保ちながら、ガラス基板を図１１に示すＹ軸方向に移動させることでレーザ光を走査した。

次に、Ｘ軸方向に焦点位置を１００μｍずらして、同様にレーザ光をＹ軸方向に走査した。これを２７回繰り返すことで、ガラス基板に応力が発生する面積を拡大した。Ｚ方向についても同様に、Ｚ軸方向に焦点を１００μｍずらしてＹ軸方向のレーザ走査を４回繰り返し、応力が発生する領域をガラス基板厚み方向に拡大した。以上の操作によって、走査ライン４１がＸ軸方向に２７本、Ｚ軸方向に４層で合計１０８本となるように形成した。このようにして、図９及び図１０に示すように、レーザ光を照射しながら走査することにより第１の領域２１及び第２の領域２２を形成した。

照射したレーザ光の波長は３５５ｎｍ、パワーは３．２Ｗ、照射したレーザ光の走査速度は２０ｍｍ／ｓｅｃだった。図９は本実施例における位相差板の上面図であり、図１０は断面図である。また、図９及び図１０の場合を含め、後述する図面においては走査ライン４１の一部が省略されている場合がある。

図１２に、本実施例の位相差板におけるＸ軸方向の位置と波長５４６ｎｍの光におけるリタデーションＲｄ及び進相軸の角度との関係を示す。尚、本実施例における位相差板の第１の領域２１、第２の領域２２、第３の領域３１は、Ｘ座標がそれぞれ５００μｍから３２００μｍ、５２００μｍから７９００μｍ、３２００μｍから５２００μｍの位置に設置されている。

図１２に示されるように、第３の領域３１となるＸ座標の位置が４０００μｍ前後においては、約１００ｎｍのリタデーションＲｄが得られた。ここで、本ガラス材料は可視光に目立った吸収が無いため、クラマース・クローニッヒの関係式における共鳴周波数が存在せず、本実施例の評価を行った５４６ｎｍの波長から４００ｎｍの波長までの間における屈折率の波長分散は十分小さい。このため、本ガラスにおいては波長５４６ｎｍの屈折率と波長４００ｎｍの屈折率はほぼ同じとみなせる。

リタデーションＲｄは、ガラス基板の屈折率とガラス基板の厚さによって決まる量である。図１２に示したリタデーションＲｄの測定結果は、波長が４００ｎｍ前後の青色光に対しても値がほぼ同じと考えられるため、本実施例の位相差板は、波長が４００ｎｍ前後の青色光に対しても１／４波長板として機能する。

また、進相軸の角度は、第１の領域２１及び第２の領域２２では約９０°であるのに対し、第３の領域３１では約０°である。第３の領域３１で進相軸の方向が揃っていることから、一軸性複屈折であることが確認できる。第３の領域３１は一軸性複屈折を有するため、位相差板として機能する。また、第１の領域２１および第２の領域２２は一軸性複屈折を有し、その進相軸は第３の領域３１の進相軸と直交していることが分かる。

なお、進相軸の角度についてはＹ軸方向に対し垂直方向を０°としたものであり、以下の実施例についても同様である。

次に、本実施例における位相差板により形成される光スポットについて説明する。

図１３に示すように、レーザ光源１１１からの光を偏光子１１２、ピンホール１１３を介し、本実施例における位相差板１の第３の領域３１に照射し、スクリーン１１４に映し出される光スポットを観察した。

図１４は、本実施例における位相差板１の第１の領域２１及び第２の領域２２を形成する際のレーザ光の走査方向（走査ラインの延びる方向）が、偏光子１１２の偏光方向に対し略垂直方向となるように設置した場合において、スクリーン１１４に映し出される光スポットを示すものである。

図１５は、本実施例における位相差板の第１の領域２１及び第２の領域２２を形成する際のレーザ光の走査方向（走査ラインの延びる方向）が、偏光子１１２の偏光方向に対し平行方向となるように設置した場合において、スクリーン１１４に映し出された光スポットを示すものである。

図１６は、本実施例の位相差板１において、偏光子１１２が設置されていない状態において、スクリーン１１４に映し出された光スポットを示すものである。いずれの場合においても、回折光の発生は確認されず、良好な光スポットが得られていることが分かる。以上より、本実施例における位相差板は、回折光が発生することのない光学的な特性の良い位相差板であることがわかる。

（実施例２）
次に、実施例２となる本実施の形態における位相差板について説明する。本実施例における位相差板は、大きさが７６ｍｍ×２６ｍｍ、厚さが０．５２５ｍｍのガラス基板１０としてショット社製ガラス基板Ｂ２７０を用いており、図１７及び図１８に示すように、実施例１と同様な方法によりレーザ光を照射しながら走査することにより第１の領域２１及び第２の領域２２を形成した。

第１の領域２１及び第２の領域２２は、各々メタルマスク開口部の両側より、２．９ｍｍの領域に形成されており、第３の領域３１は、第１の領域２１と第２の領域２２との間に、幅が１．２ｍｍとなるように形成された。

レーザ光を照射する際、大きさが７ｍｍ×１０ｍｍの開口部を有するメタルマスクを、ガラス基板１０上に設置した。その後、実施例１と同様の手順で、第１の領域２１及び第２の領域２２において、各々レーザ光を照射しながら走査することを繰り返し、走査ライン４１をＸ軸方向に２９本、Ｚ軸方向に２層、計５８本となるように形成した。

照射されるレーザ光の波長は３５５ｎｍ、パワーは３．２Ｗ、照射されるレーザ光の走査速度は２０ｍｍ／ｓｅｃを用いた。照射されるレーザ光の走査ライン４１の間隔は、Ｘ軸方向もＺ軸方向も共に、１００μｍであった。尚、図１７は本実施例における位相差板の上面図であり、図１８は断面図である。

図１９に、本実施例の位相差板におけるＸ軸方向の位置（Ｘ座標の位置）と波長５４６ｎｍの光におけるリタデーションＲｄ及び進相軸の角度との関係を示す。尚、本実施例における位相差板の第１の領域２１、第２の領域２２、第３の領域３１は、Ｘ座標がそれぞれ８００μｍから３７００μｍ、４９００μｍから７８００μｍ、３７００μｍから４９００μｍの位置に設置されている。

図１９に示されるように、第３の領域３１となるＸ座標の位置が４５００μｍ前後においては、リタデーションＲｄの値は、約６０ｎｍであった。しかしながら、第１の領域２１及び第２の領域２２における走査ライン４１の数を９８本まで増加させることにより、実施例１における位相差板と同様に、リタデーションＲｄの値を１００ｎｍ前後にすることができた。この場合には、波長が４００ｎｍ前後の青色光に対して、本実施例の位相差板は、１／４波長板として機能する。

また、進相軸の角度は、第１の領域２１及び第２の領域２２では約９０°であるのに対し、第３の領域３１では約０°であった。すなわち、第３の領域３１は一軸性複屈折を有し、第１の領域２１および第２の領域２２は一軸性複屈折を有することが分かる。また、第１の領域２１と第２の領域２２の進相軸は略平行であり、第３の領域３１の進相軸は第１の領域２１の進相軸と略直交していることがわかる。

次に、本実施例における位相差板の波面収差について説明する。測定装置としては、位相シフト干渉計を用い、波長が４００ｎｍであって、直径が０．４ｍｍの光スポットを用いてＸ軸方向に光スポットを走査させながら、波面収差の測定を行なった。図２０は、図２１に示すように、直径が０．４ｍｍの光スポット５１を用いて、Ｘ軸方向に走査させながら測定した波面収差のデータである。第３の領域３１における波面収差は図２０のＸ軸が−０．４ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲の値であり、いずれもＲＭＳ（二乗平均平方根）で０．０１λ以下と低い値を示している。特に、Ｘ軸方向で、−０．３ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲においては、０．００６λ以下と極めて低い値となる。ここでλは計測波長（４００ｎｍ）を表す。これより、第３の領域３１の内部では、測定位置によらず低い波面収差を有することが分かる。

一般的な位相差板においては、透過する光の波面が乱れ、迷光や光信号のノイズの原因となるため、波面収差が低いことが好ましい。本実施例より、本発明の位相差板は、第３の領域３１内のいずれの場所でも、波面収差に関して良好な特性が得られることが確認された。

また、同様に、直径が１．０ｍｍの光スポット５２を用いて、Ｘ軸方向に走査させながら測定した波面収差のデータを図２２に、イメージ図を図２３に示す。第３の領域３１における波面収差は図２２のＸ軸が０ｍｍの値であり、ＲＭＳ（二乗平均平方根）で０．００６λ以下と低い値を示している。

一般的に位相差板に光が入射する領域として、広い有効領域があることが望ましい。本実施例より、本発明の位相差板においては、第３の領域３１内に１．０ｍｍ以上の範囲で、波面収差に関して良好な特性が得られることが確認された。

これに対して、図２２に示されるように、第１の領域２１及び第２の領域２２においては、波面収差は、０．０１λ以上となる場合があり、第３の領域３１に比べ波面収差の値が大きなものとなっている。

特許文献２記載の技術では、第１の領域２１や第２の領域２２のように、レーザ光走査を複数回繰り返すことで得られる一軸性複屈折領域を位相差板として用いることが提案されている。図１９に示すように、本実施例における第１の領域２１および第２の領域２２は一軸性の複屈折を有し、位相差板としての機能を有するため、特許文献２記載の技術を用いた場合も位相差板として使用することが可能であるが、波面収差が高い位相差板となってしまう可能性が高い。このため、本実施例における位相差板は、特許文献２記載の位相差板に比べ、波面収差の少ない良好な位相差板となる。

（実施例３）
次に、実施例３となる本実施の形態における位相差板について説明する。本実施例における位相差板は、大きさが７６ｍｍ×２６ｍｍ、厚さが１．０ｍｍのガラス基板１０として松浪硝子工業株式会社製スライドガラスＳ１１１２を用いた。

図２４及び図２５に示すように、実施例１と同様の方法によりレーザ光を照射しながら走査することにより、第１の領域２１及び第２の領域２２を形成した。

この際、大きさが７ｍｍ×１０ｍｍの開口部を有するメタルマスクを、ガラス基板１０上に設置した。具体的には、第１の領域２１及び第２の領域２２において、各々レーザ光を照射しながら走査することを繰り返すことにより、走査ライン４１がＸ軸方向に２９本、Ｚ軸方向に３層、計８７本となるように形成した。

第１の領域２１及び第２の領域２２は、各々メタルマスク開口部の両側より、２．９ｍｍの領域に形成され、第３の領域３１は、第１の領域２１と第２の領域２２との間に、幅が１．２ｍｍとなるように形成した。

照射されるレーザ光の波長は３５５ｎｍ、パワーは３．２Ｗ、照射されるレーザ光の走査速度は２０ｍｍ／ｓｅｃであり、照射されるレーザ光の走査ライン４１の間隔は、１００μｍである。なお、図２４は本実施例における位相差板の上面図であり、図２５は断面図である。

図２６に、本実施例の位相差板におけるＸ軸方向の位置（Ｘ座標の位置）と波長５４６ｎｍの光におけるリタデーションＲｄ及び進相軸の角度との関係を示す。

尚、本実施例における位相差板の第１の領域２１、第２の領域２２、第３の領域３１は、Ｘ座標がそれぞれ７００μｍから３６００μｍ、４８００μｍから７７００μｍ、３６００μｍから４８００μｍの位置に設置されている。

図２６に示されるように、第３の領域３１となるＸ座標の位置が４０００μｍ前後においては、約１００ｎｍのリタデーションＲｄが得られており、本実施例の位相差板は、波長が４００ｎｍ前後の青色光に対して、１／４波長板として機能する。

また、第３の領域３１においては、リタデーションＲｄの変化は少なく、回折光の発生や、波面収差の発生も少なかった。また、進相軸の角度は、第１の領域２１及び第２の領域２２では約９０°であるのに対し、第３の領域３１では約０°である。

次に、本実施例における位相差板の透過率について説明する。図２７は、本実施例における位相差板において、波長と透過率との関係を測定したものである。図２７において、Ｔ１は、第１の領域２１、第２の領域２２及び第３の領域３１以外の領域（すなわち、マスクで覆われた領域）における透過率を示すものであり、Ｔ２は、第１の領域２１及び第２の領域２２における透過率を示すものであり、Ｔ３は、第３の領域３１における透過率を示すものである。

図２７に示されるように、可視領域全般において、比較例に相当するレーザ光の照射された第１の領域２１及び第２の領域２２における透過率Ｔ２は、第１の領域２１、第２の領域２２及び第３の領域３１以外の領域における透過率Ｔ１に対し、１０％以上低下している。これに対し、第３の領域３１における透過率Ｔ３は、第１の領域２１、第２の領域２２及び第３の領域３１以外の領域における透過率Ｔ１に対し若干高くなっている。

なお、第１の領域２１、第２の領域２２、第３の領域３１の厚みはほとんど同一であり、厚みの違いによる差ではない。また、測定条件は、測定するための光スポットが直径０．５ｍｍの光ビームを用いて分光分析器により測定を行ったものである。

このように本実施例における位相差板では、透過率を低下させることなく位相差を発生させることができた。従って、本実施例における位相差板は、光量損失の少ない位相差板である。

（実施例４）
次に、実施例４となる本実施の形態における位相差板について説明する。本実施例は、第１の領域２１および第２の領域２２に含まれる一軸性複屈折領域の体積を調節することで、第３の領域３１に発生するリタデーションの大きさを制御した例である。

本実施例における位相差板は、大きさが７６ｍｍ×２６ｍｍ、厚さが１．０ｍｍのガラス基板１０として松浪硝子工業株式会社製スライドガラスＳ１１１２を基板として用いた。

図２８及び図２９に示すように、実施例１と同様の方法によりレーザ光を照射しながら走査することにより、第１の領域２１及び第２の領域２２を形成した。この際、実施例１と同様に、大きさが１５ｍｍ×１０ｍｍの開口部を有するメタルマスクを、ガラス基板１０上に設置した。

一軸性複屈折領域の体積は、レーザ走査ライン４１の本数で制御した。第１の領域２１及び第２の領域２２において、各々レーザ光を照射しながら走査することを繰り返すことにより、走査ライン４１がＺ軸方向に関して１層であり、Ｘ軸方向に１本であるサンプル、２本であるサンプル、３本であるサンプルの３つを作製した。このとき、第１の領域２１および第２の領域２２それぞれに含まれる走査ライン数が２本の場合は、隣接する走査ラインの間隔は０．５ｍｍであり、走査ライン数が３本の場合は、隣接する走査ラインの間隔は０．２５ｍｍとなるよう加工した。

この際、形成される第３の領域３１の幅、即ち、第１の領域２１と第２の領域２２との間隔は、１．５ｍｍとなるようにした。照射されるレーザ光の波長は３５５ｎｍ、パワーは３．２Ｗ、照射されるレーザ光の走査速度は２０ｍｍ／ｓｅｃで実施した。なお、図２８は本実施例における位相差板の上面図であり、図２９は断面図である。

以上の加工により、実施例１と同様に、第１の領域２１および第２の領域２２はそれぞれの進相軸方向が略平行である一軸性複屈折を有する部分を含み、第３の領域３１に進相軸方向が前記第１の領域２１が含む一軸性複屈折の進相軸方向と略直交する一軸性複屈折が誘起された。

図３０に、第１の領域２１および第２の領域２２に照射しながら走査されたレーザ光のラインの本数（走査ライン数）と、第３の領域３１の波長５４６ｎｍにおけるリタデーションＲｄとの関係を示す。この図に示されるように、第１の領域２１および第２の領域２２に含まれるレーザ光のライン数をＸ軸方向に並べて増やすことにより、一軸性複屈折領域の体積を増やし、第３の領域３１に誘起されるリタデーションＲｄの値を大きくすることができた。なお、図３０の走査ライン数は、第１の領域２１及び第２の領域２２におけるレーザ光の走査ライン数である。

また同様に、第１の領域２１及び第２の領域２２において、各々レーザ光を照射しながら走査することを繰り返すことにより、走査ライン４１がＸ軸方向に関して２本であり、Ｚ軸方向に１層であるサンプル、およびＸ軸方向に関して２本でありＺ軸方向に２層であるサンプルの２つを作製した。

ここで、第１の領域２１及び第２の領域２２それぞれにおいて、隣接する走査ラインのＸ軸方向の間隔は０．５ｍｍであり、Ｚ軸方向の間隔は０．１ｍｍとした。この際、形成される第３の領域３１の幅、即ち、第１の領域２１と第２の領域２２との間隔は、１．５ｍｍとなるようにした。尚、図２８は本実施例における位相差板の上面図であり、図２９は断面図である。

以上の加工により、実施例１と同様に、第１の領域２１および第２の領域２２はそれぞれの進相軸方向が略平行である一軸性複屈折を有する部分を含み、第３の領域３１に進相軸方向が前記第１の領域２１が含む一軸性複屈折の進相軸方向と略直交する一軸性複屈折が誘起された。

図３１は、第１の領域２１および第２の領域２２に照射しながら走査されたレーザ光のガラス基板１０の厚さ方向（Ｚ軸方向）に関する層数（走査ライン数）と、第３の領域３１の波長５４６ｎｍにおけるリタデーションＲｄとの関係を示す。Ｚ軸方向においてもＸ軸方向の場合と同様に、Ｚ軸方向における層数（走査ライン数）を増やすことにより、一軸性複屈折領域の体積を増やし、リタデーションＲｄの値を大きくすることができた。

（実施例５）
図３７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。

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。
次に、このガラス基板の上部から、レンズ（ＮＡ＝０．６）を介して、一連のレーザ光を固定照射した。

レーザ光源には、波長３５５ｎｍのコヒレント製ＡＶＩＡ−３５５−２８を使用した。レーザ光の出力は、２４Ｗとした。

レーザ光は、回折光学素子により、１８の分岐レーザ光に分岐させた。各分岐レーザ光のレーザスポットは、直径１μｍの円形とした。

このうち９つの分岐レーザ光（第１のレーザ光群）は、ガラス基板の第１の領域（表面からの深さ０．５ｍｍ）に固定照射し、残りの９つのレーザ光（第２のレーザ光群）は、第２の領域（表面からの深さ０．５ｍｍ）に固定照射した。第１の領域と第２の領域は、第１の方向に沿って配列した。第１のレーザ光群において、各レーザ光のレーザスポットは、第２の方向（第１の方向に対して垂直な方向）に直線状に配列した。第２のレーザ光群においても、各レーザ光のレーザスポットは、第２の方向（第１の方向に対して垂直な方向）に直線状に配列した。

なお、第１のレーザ光群において、列の両端のレーザスポットのレーザ強度と、残りの７つのレーザスポットのレーザ強度の比は、１０：６とし、列の両端側のレーザスポットのレーザ強度を他に比べて強くした。同様に、第２のレーザ光群において、列の両端のレーザスポットのレーザ強度と、残りの７つのレーザスポットのレーザ強度の比は、１０：６とした。

第１および第２のレーザ光群において、各レーザスポットのピッチは、１５０μｍとした。また、第１の領域と第２の領域の間隔（両領域のレーザスポットの中心間の距離で測定）は、１ｍｍとした。

第１の領域における第１のレーザ光群の固定照射と、第２の領域における第２のレーザ光群の固定照射は、同時に行った。また、各領域におけるレーザ光群の照射時間は、いずれも４秒間とした。

これにより、ガラス基板内に複屈折領域が形成された。

図３８には、得られた複屈折領域における、前記第１の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向に垂直な方向）でのリタデーション分布の測定結果を示す。

このリタデーション分布の測定には、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。

図３８から明らかなように、複屈折領域には、左側から順に、リタデーション値の第１の小ピークＱ１（約５００μｍの位置）、リタデーション値の第１のピークＰ１（約７５０μｍの位置）、リタデーション値の第１の平坦部Ｂ１（約１０００μｍ〜約１５００μｍの位置）、リタデーション値の第２のピークＰ２（約１７５０μｍの位置）、およびリタデーション値の第２の小ピークＱ２（約２０００μｍの位置）が観測された。

リタデーション値の第１のピークＰ１が生じた位置は、第１のレーザ光群が固定照射された領域、すなわち第１の領域に対応する。また、リタデーション値の第２のピークＰ２が生じた位置は、第２のレーザ光群が固定照射された領域、すなわち第２の領域に対応する。

この結果から、第１の領域と第２の領域の間には、リタデーション値の第１の平坦部Ｂ１を有する第３の領域が形成されていることが確認された。

その後、ガラス基板を、複屈折領域を横断するようにして、２箇所で切断した。その際には、ガラス基板は、前記第２の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向）と平行な方向に沿って、前述の小ピークＱ１および小ピークＱ２の位置を通るように切断した。

その後、さらに、前記第２の方向と垂直な方向に沿って、前述のレーザ光群の両端側のスポットの外側を通るようにして、ガラス基板を２箇所で切断した。

切断中および切断後に、ガラス基板に割れやクラックは生じなかった。

（実施例６）
実施例５と同様の方法により、位相差板を作製した。

ただし、この実施例６では、レーザ光源からのレーザ光の出力は、２０Ｗとした。その他の条件は、実施例５のものと同様である。

図３９には、得られた複屈折領域における、前記第１の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向に垂直な方向）でのリタデーション分布の測定結果を示す。

図３９から明らかなように、複屈折領域には、左側から順に、リタデーション値の第１の小ピークＱ１（約５００μｍの位置）、リタデーション値の第１のピークＰ１（約８００μｍの位置）、リタデーション値の第１の平坦部Ｂ１（約１０００μｍ〜約１６００μｍの位置）、リタデーション値の第２のピークＰ２（約１８００μｍの位置）、およびリタデーション値の第２の小ピークＱ２（約２１００μｍの位置）が観測された。

リタデーション値の第１のピークＰ１が生じた位置は、第１のレーザ光群が固定照射された領域、すなわち第１の領域に対応する。また、リタデーション値の第２のピークＰ２が生じた位置は、第２のレーザ光群が固定照射された領域、すなわち第２の領域に対応する。

この結果から、第１の領域と第２の領域の間には、リタデーション値の第１の平坦部Ｂ１を有する第３の領域が形成されていることが確認された。

なお、第１の平坦部Ｂ１の形態から明らかなように、第３の領域では、リタデーション分布は、±５％以内に収まっている。このように、実施例６では、複屈折領域の中央部分に、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。

その後、ガラス基板を、複屈折領域を横断するようにして、２箇所で切断した。その際には、ガラス基板は、前記第２の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向）と平行な方向に沿って、前述の小ピークＱ１および小ピークＱ２の位置を通るように切断した。

その後、さらに、前記第２の方向と垂直な方向に沿って、前述のレーザ光群の両端側のスポットの外側を通るようにして、ガラス基板を２箇所で切断した。
切断中および切断後に、ガラス基板に割れやクラックは生じなかった。

（実施例７）
実施例６と同様の方法により、位相差板を作製した。

ただし、この実施例７では、各レーザ光の照射時間を３秒（ケースＡ）、５秒（ケースＢ）、および６．６秒（ケースＣ）と変化させて、複屈折領域を形成した。その他の条件は、実施例６のものと同様である。

図４０には、各照射時間において得られた複屈折領域における、前記第１の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向に垂直な方向）でのリタデーション分布の測定結果をまとめて示す。

図４０から明らかなように、いずれのケースにおいても、複屈折領域には、左側から順に、リタデーション値の第１の小ピークＱ１（約８００μｍの位置）、リタデーション値の第１のピークＰ１（約１１００μｍの位置）、リタデーション値の第１の平坦部Ｂ１（約１４００μｍ〜約１９００μｍの位置）、リタデーション値の第２のピークＰ２（約２１００μｍの位置）、およびリタデーション値の第２の小ピークＱ２（約２４００μｍの位置）が観測された。

リタデーション値の第１のピークＰ１が生じた位置は、第１のレーザ光群が固定照射された領域、すなわち第１の領域に対応する。また、リタデーション値の第２のピークＰ２が生じた位置は、第２のレーザ光群が固定照射された領域、すなわち第２の領域に対応する。

この結果から、第１の領域と第２の領域の間には、リタデーション値の第１の平坦部Ｂ１を有する第３の領域が形成されていることが確認された。

また、ケースＡ〜ケースＣの比較から、照射時間が長くなるにつれて、各ピークおよび平坦部のリタデーション値が上昇し、前述の図３２に示したようなリタデーション分布の形態がより顕著になることがわかった。（例えば、ケースＣでは、ケースＡに比べて、第１の平坦部Ｂ１のリタデーション値が６倍増加している。）ただし、照射時間を変えても、リタデーション値のピークおよび平坦部の位置そのものに大きな変化は生じず、同様な形態のリタデーション分布を有する複屈折領域が得られることがわかった。

なお、図４０は、本発明による位相差板の製造方法の再現性の良さを裏付ける結果となっている。すなわち、３つの処理条件の間で、ガラス基板の位置に対するリタデーション値のピークまたは平坦部の発生領域は、ほとんど変化しておらず、このことから、本発明では、プロセス条件を固定することにより、同様のリタデーション状態の複屈折領域を再現性良く形成することができる。

（実施例８）
実施例６と同様の方法により、位相差板を作製した。

ただし、この実施例８では、前述の実施例６に記載した複屈折領域形成処理を２回繰り返した。すなわち、１回目の複屈折領域形成処理の後、レーザ光群を照射するガラス基板の深さ位置を変えて、２回目の複屈折領域形成処理を実施した。１回目の複屈折領域形成処理は、ガラス基板のレーザ入射側表面から０．６ｍｍの深さ位置で実施し、２回目の複屈折領域形成処理は、ガラス基板の表面から０．４ｍｍの深さ位置で実施した。ただし、ガラス基板の厚さ方向から見たとき、１回目と２回目の複屈折領域形成処理において、第１のレーザ光群および第２のレーザ光群を照射する領域は、等しくした。その他の条件は、実施例６のものと同様である。

図４１には、１回目の複屈折領域形成処理後、および２回目の複屈折領域形成処理後の、複屈折領域における前記第１の方向（両レーザ光群のレーザスポットの配列方向に垂直な方向）でのリタデーション分布の測定結果をまとめて示す。

図４１から明らかなように、いずれの複屈折領域形成処理後にも、複屈折領域には、左側から順に、リタデーション値の第１の小ピークＱ１（約６５０μｍの位置）、リタデーション値の第１のピークＰ１（約９００μｍの位置）、リタデーション値の第１の平坦部Ｂ１（約１１００μｍ〜約１７００μｍの位置）、リタデーション値の第２のピークＰ２（約１９００μｍの位置）、およびリタデーション値の第２の小ピークＱ２（約２２００μｍの位置）が観測された。

リタデーション値の第１のピークＰ１が生じた位置は、第１のレーザ光群が固定照射された領域、すなわち第１の領域に対応する。また、リタデーション値の第２のピークＰ２が生じた位置は、第２のレーザ光群が固定照射された領域、すなわち第２の領域に対応する。

この結果から、第１の領域と第２の領域の間には、リタデーション値の第１の平坦部Ｂ１を有する第３の領域が形成されていることが確認された。

また、２つの測定結果の比較から、深さ位置を変えて複屈折領域形成処理を繰り返すことにより、各ピークおよび平坦部のリタデーション値が上昇し、前述の図３２に示したようなリタデーション分布の形態がより顕著になることがわかった。（例えば、２回目の複屈折領域形成処理後には、１回目の複屈折領域形成処理後に比べて、第１の平坦部Ｂ１のリタデーション値が約２倍増加している。）ただし、複屈折領域形成処理を繰り返しても、リタデーション分布のピークおよび平坦部の位置そのものに、大きな変化は生じず、同様の形態のリタデーション分布を有する複屈折領域が得られることがわかった。

このような図４１の結果は、本発明による位相差板の製造方法の再現性の良さを裏付けるものである。すなわち、２回の処理の間で、ガラス基板の位置に対するリタデーション値のピークまたは平坦部の発生領域は、ほとんど変化しておらず、このことから、本発明では、プロセス条件を固定することにより、同様のリタデーション状態の複屈折領域を再現性良く形成することができる。

このように、本発明による方法では、ガラス基板に対してレーザ光を走査しなくても、想定通りの複屈折領域を有する位相差板を製造することができることが確認された。従って、本発明では、製造工程毎の複屈折領域の状態変動を有意に抑制することが可能な、位相差板の製造方法を提供することができる。

なお、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

本出願を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１１年１月２０日出願の日本特許出願（特願２０１１-０１０２４０）、ならびに、２０１１年７月１９日出願の日本特許出願（特願２０１１-１５８４０６）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１ 位相差板
１０ ガラス基板
２１ 第１の領域
２２ 第２の領域
３１ 第３の領域
４１ 走査ライン
１００ レーザ光
１０１ 光源
１０２ ミラー
１０３ ミラー
１０４ レンズ
１０５ ＸＹステージ
１０６ コンピュータ
１１０ メタルマスク
１１１ レーザ光源
１１２ 偏光子
１１３ ピンホール
１１４ スクリーン
１１５ 開口部
１１６ 第１のレーザ走査領域
１１７ 第２のレーザ走査領域
１２０ 第１のレーザ光群
１３０ 第２の領域
１４０ 第２のレーザ光群
１５０ 第３の領域
１２０Ａ〜１２０Ｆ レーザスポット
１４０Ａ〜１４０Ｆ レーザスポット
１２０Ｇ〜１２０Ｌ レーザスポット
１４０Ｇ〜１４０Ｌ レーザスポット
１２０Ｘ１、１２０Ｘ２ 列
１４０Ｘ１、１４０Ｘ２ 列
２００ 装置
２２０ レーザ光
２３０ レンズ
２５０ 回折光学素子
２６０Ａ〜２６０Ｆ 分岐レーザ光
２７０Ａ〜２７０Ｆ レーザスポット
２８０ 第１の領域
２９０ 第２の領域
３１０ 第１の領域
Ｐ１ 第１のピーク
Ｐ２ 第２のピーク
Ｂ１ 平坦部
Ｑ１ 第１の小ピーク
Ｑ２ 第２の小ピーク

Claims (22)

1. ガラス基板に配置された第１の領域、第２の領域および第３の領域を有し、
   前記第１の領域と前記第２の領域は、少なくとも一部に一軸性の複屈折を有し、
   前記第３の領域は一軸性の複屈折を有し、前記第３の領域は、前記第１の領域と前記第２の領域の間に配置されるものであって、
   前記第１の領域と前記第２の領域の前記複屈折の進相軸は略平行であり、
   前記第３の領域の前記複屈折の進相軸は、前記第１および前記第２の領域の複屈折の進相軸と略直交であることを特徴とする位相差板。
2. 前記第１の領域及び前記第２の領域はレーザ光を照射することにより形成された領域であって、
   前記第３の領域は、レーザ光が照射されていない領域である請求項１に記載の位相差板。
3. 前記第１の領域において照射しながら走査されるレーザ光の走査方向と、前記第２の領域において照射しながら走査されるレーザ光の走査方向とは略平行である請求項１または２に記載の位相差板。
4. 前記第３の領域において、前記レーザ光の走査方向に平行な方向の屈折率は、前記レーザ光の走査方向に垂直な方向の屈折率よりも高いものである請求項１から３のいずれかに記載の位相差板。
5. 前記第１の領域と前記第２の領域は、略平行に配置されている請求項１から４のいずれかに記載の位相差板。
6. 前記第１の領域と前記第２の領域との間隔は、前記位相差板に入射する光のスポット径よりも広いものである請求項１から５のいずれかに記載の位相差板。
7. 前記第３の領域の位相差は、前記位相差板に入射する光の波長の１／４波長、または、１／２波長であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の位相差板。
8. ガラス基板に配置された第１の領域、第２の領域および第３の領域を有し、前記第３の領域は、前記第１の領域と前記第２の領域の間に配置されるものであって、
   ガラス基板上に、一方の方向にレーザ光を照射しながら走査することにより、第１の領域を形成する工程と、
   前記第１の領域より所定の距離離れた第２の領域において、前記一方の方向と略平行にレーザ光を照射しながら走査することにより、第２の領域を形成する工程と、
   を有することを特徴とする位相差板の製造方法。
9. 前記レーザ光の照射は、前記ガラス基板の厚さ方向、または、面方向において、前記一方の方向と略平行に複数回行うものである請求項８に記載の位相差板の製造方法。
10. 前記第１の領域を形成する工程と、前記第２の領域を形成する工程は、同時に行われる請求項８または９に記載の位相差板の製造方法。
11. ガラス基板に複屈折領域を有する位相差板の製造方法であって、
    （ａ）ガラス基板を準備し、
    （ｂ）前記ガラス基板の第１の領域、および該第１の領域から離間した第２の領域に、レーザ光を固定照射し、
    これにより、前記第１および第２の領域を横切る方向において、前記第１および第２の領域内に、それぞれ、第１および第２のリタデーション値のピークが形成され、両領域の間の第３の領域に、リタデーション値の平坦部またはピークが形成されることを特徴とする位相差板の製造方法。
12. 前記第１の領域は、１または複数の第１のレーザ光を照射することにより形成され、
    前記第２の領域は、１または複数の第２のレーザ光を照射することにより形成される、請求項１１に記載の製造方法。
13. 前記第１のレーザ光の少なくとも一つおよび／または第２のレーザ光の少なくとも一つは、線状または楕円形状のレーザスポットを有する、請求項１２に記載の製造方法。
14. 前記第１、第３、および第２の領域は、第１の方向に沿って形成され、
    前記第１の領域に照射される前記第１の複数のレーザ光のレーザスポットは、前記第１の方向と略垂直な第２の方向に沿って配列され、
    前記第２の領域に照射される前記複数のレーザ光のレーザスポットは、前記第２の方向に沿って配列される、請求項１２または１３に記載の製造方法。
15. 前記第１、第３、および第２の領域は、第１の方向に沿って形成され、
    前記第１のレーザ光の少なくとも一つの線状または楕円形状のレーザスポットは、長軸が前記第１の方向と略垂直な第２の方向と平行になるように配置され、ならびに／または
    前記第２のレーザ光の少なくとも一つの線状または楕円形状のレーザスポットは、長軸が前記第１の方向と略垂直な第２の方向と平行になるように配置される、請求項１３に記載の製造方法。
16. 前記第１の複数のレーザ光のレーザスポットは、前記第２の方向に沿った複数の列を構成し、
    前記第２の複数のレーザ光のレーザスポットは、前記第２の方向に沿った複数の列を構成する、請求項１４または１５に記載の製造方法。
17. 前記第１の複数のレーザ光のレーザスポットは、線状または楕円形状のレーザスポットを有し、
    前記第２の複数のレーザ光のレーザスポットは、線状または楕円形状のレーザスポットを有し、
    前記第１のレーザ光の線状または楕円形状のレーザスポットは、長軸が前記第２の方向に平行となるように配置され、
    前記第２のレーザ光の線状または楕円形状のレーザスポットは、長軸が前記第２の方向に平行となるように配置される、請求項１５に記載の製造方法。
18. 前記第１の複数のレーザ光のレーザスポットは、列の先端側のレーザスポットほど強度が強くなっており、
    前記第２の複数のレーザ光のレーザスポットは、列の先端側のレーザスポットほど強度が強くなっている、請求項１４、１６または１７に記載の製造方法。
19. 前記（ｂ）において、レーザ光は、前記第１の領域と第２の領域に、同時に照射される、請求項１１乃至１８のいずれか一つに記載の位相差板の製造方法。
20. 前記（ｂ）において、レーザ光は、前記第１の領域の照射が完了した後に、前記第２の領域に照射される、請求項１１乃至１８のいずれか一つに記載の位相差板の製造方法。
21. 前記第１の領域と第２の領域の間隔は、最大１０ｍｍ以下である、請求項８乃至２０のいずれか一つに記載の製造方法。
22. 前記（ｂ）は、
    前記ガラス基板の第１の深さ位置において、前記ガラス基板の第１の領域、および該第１の領域から離間した第２の領域に、レーザ光を固定照射する工程と、
    前記ガラス基板の第２の深さ位置において、前記ガラス基板の第４の領域、および該第４の領域から離間した第５の領域に、レーザ光を固定照射する工程と、
    を有し、
    前記ガラス基板を厚さ方向から見たとき、前記第４の領域は、前記第１の領域と一致しており、前記第５の領域は、前記第２の領域と一致している、請求項１１乃至２１のいずれか一つに記載の位相差板の製造方法。

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