TW200900760A - Phase difference plate and its manufacturing method - Google Patents

Description

200900760 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於相位差板及相位差板之製造方法。 【先前技術】 爲了控制光之位相或偏光，在各種光學機器所使用之 相位差板，可廣泛使用爲雙折射結晶之水晶或雲母，一軸 配向之高分子（液晶等）。在將爲雙折射結晶之水晶或雲 母，使用於例如使直線偏光變換成圓偏光用之1 / 4波長 板之情形，使該等結晶相對於結晶軸切出爲平行，於相位 差成爲1/ 4波長般之厚度進行鏡面硏磨來製作。在一軸 配向高分子之情形，施加電場或拉伸等外力進行配向處理 成爲所望相位差之方式來製作。一般在高分子系相位差板 之情形’因高分子之波長分散，故其雙折射越爲短波長則 變大’越爲長波長則越變小而成爲具有理想相位差板與相 反之雙折射者。爲解決此’在專利文獻1有記載，在纖維 素酯薄膜中具有芳香族環至少2個，含有使2個芳香族環 之立體配形（conformation )具有無立體障礙的分子構造 之化合物的技術。又，在專利文獻2、3有記載，在相對 於聚合物添加液晶下’可追隨液晶晶胞之折射率異方向性 之溫度變化，而可抑制延遲値因溫度變化之溫度補償效果 所致雙折射之變化的技術。 [專利文獻1]日本特開200 1 — 9 1 743號公報 [專利文獻2]日本特開平8 - 278410號公報 200900760 [專利文獻3]日本特開平8 — 190094號公報 【發明內容】 [發明揭示] [發明欲解決之課題] 但是’水晶在結晶育成極耗時間與成本，又雲母因爲 天然材料故數量極爲有限。因此雙方之材料費本身均非常 昂貴。又亦有切出或硏磨等的後步驟，亦爲非常高價。 又配向高分子系相位差板，雖有可廉價製作等的優 點，在使高分子進行一軸配向用之電場或拉伸等之控制爲 困難且面內之相位差分布與前述結晶型式比較爲大，又熱 性，光學性，化學性耐久性亦爲劣化。 在使用於專利文獻1所記載之發明的纖維素酯薄膜， 由於其吸水性會產生水解，尺寸變形，配向緩和等，並無 法使相位差及其相位差波長分散在實用等級下進行長期間 保持，而作爲光學相位差板會有耐久性的問題。 又，在專利文獻2、3所揭示之發明，在欲獲得可堪 實際使用之具有耐候性的相位差板之情形，則玻璃轉移溫 度被限制於非常高的聚合物之可能性較高。進而，在液晶 本身之價格上，相對於相位差板之原料的聚合物，液晶一 般爲高價，會有變成爲非常高價等之問題。 如此一來並無存在具備低價格性，高耐久性，寬廣帶 域性般之相位差板者則爲現狀。本發明係鑒於上述情事而 完成者，其目的爲提供一種具備低價格且高耐久性，寬廣 200900760 帶域性，可容易製造之相位差板及其製造方; [解決課題之手段] 本發明係厚度爲0.1 mm以上5 mm以下 該玻璃板，具備複數個與該玻璃板表面大致 折射區域，該帶狀雙折射區域與該帶狀雙折 向互爲一致，該玻璃板表面成爲大致平行 540 nm之入射光測定之延遲値爲80〜450 板。 又，本發明係提供以波長486 nm之入 延遲値爲100〜150 nm，且以波長656 nm 之延遲値爲130〜200 nm之該相位差板。 又，本發明在以波長486 nm之入射光 値爲200〜300 nm，且波長656 nm之入射 値爲260〜400 nm之該相位差板。 又，本發明係提供一種波長700〜1200 過率爲20%以下之該相位差板。 又，本發明係提供一種波長4〇〇 nm以 率爲1 0%以下之該相位差板。 又，本發明係提供一種具備該相位差板 波器。 又，本發明係提供一種，使雷射光藉由 以聚焦於玻璃板內部或表面之方式進行集光 玻璃板或者雷射光之掃瞄下沿著掃瞄方向形 〇 之玻璃板中， 平行的帶狀雙 射區域之軸方 ，進而以波長 nm之相位差 射光所測定之 之入射光測定 所測定之延遲 光測定之延遲 nm之光之透 下之光之透過 之光學低通濾 透鏡或凹面鏡 照射，在進行 成拉伸應力分 -6- 200900760 布’誘發一軸性複折射爲其特徵之相位差板之製造方〗 又’本發明係提供一種使該雷射光之掃瞄相對於 璃板表面爲平行直線之相位差板之製造方法。 又’本發明係提供一種使該雷射光之掃瞄，在不 自玻璃板表面之焦點深度位置下進行重複複數次之相 板之製造方法。 又，本發明係提供一種，在該雷射光掃瞄中自該 板表面之焦點深度位置有複數存在之相位差板之製 法。 又，本發明係提供一種使該雷射光藉由光分路元 路成複數光束，而照射於玻璃之相位差板之製造方法 又，本發明係提供一種，該雷射光爲波長190〜 nm，脈（pulse)寬Ins以上l〇ms以下，重覆頻率爲 雷射光，對該玻璃板之照射通量爲F ( J / cm2 )，雷 光徑爲d(cm)，掃瞄速度爲s( cm/ s )之，照射通 與該雷射集光徑內雷射照射次數d*f/s之乘積的Fi /s爲76000 J/cm2以下之相位差板之製造方法。 又，本發明係提供一種該雷射光爲連續 (oscilating)之碳酸氣體雷射光，使對該玻璃板之照 量密度爲PD ( W/ cm2 ) ’雷射集光徑爲d ( cm ) ’ 速度爲s ( cm/ s )，爲照射能量密度PD與該雷射集 通過時間d/s之乘積的PD.d/s爲120〜200 J/c 下之製造方法。

該玻 改變 位差 玻璃 造方 件分 〇 1100 f之 射集 量 F 震盪 射能 掃瞄 光徑 m2以 200900760 [發明效果] 根據本發明’可實現具備低價格，高耐久性， 域性之相位差板及相位差板製造方法。又，可賦予 板功能於具有其他光功能的玻璃零件，而有助於光 數目之刪減或小型（C 〇 m p a c t )化。 [實施發明之最佳型態] 本發明之相位差板係由厚度〇. 1 mm以上5 mm 玻璃板所形成。玻璃板之厚度超過5 mm時，會有 求光學零件小型化之虞，以2 mm以下之厚度就光 之小型化之點較佳。未達〇. 1 mm時有作爲相位差 保持充分強度之虞。就強度保持之點而言，玻璃板 以0.3 mm以上爲佳。 本發明係提供在以波長540 nm之入射光測定 値爲 80〜45 0 nm，較佳爲134〜27 1 nm之相位差 波長540 nm之入射光測定之延遲値若爲80〜45 0 r 相對於CCD等對固體成像（imaging )元件之入射 相對於液晶放映機或CD，DVD之拾波元件等之光 而可構成具有各種相位差之相位差板。 進而，以波長4 8 6 nm之入射光測定之延遲値赁 150 nm，且以波長65 6 nm之入射光測定之延遲値 〜2 0 0 nm之該相位差板的情形’在可視光全域具有 / 4波長板之功能，對CCD等固體成像（imaging 或液晶放映機，C D，D V D之拾波元件可作爲必要 寬廣帶 相位差 學零件 以下之 無法謀 學零件 板無法 之厚度 之延遲 板。以 m時， 光，或 源光， 1 00〜 爲13 0 作爲1 )元件 的光學 200900760 零件之1 / 4波長板作使用。 在理想的1 / 4波長板方面，以波長4 8 6 nm 測定之延遲値爲1 2 1 . 5 nm，且以波長6 5 6 nm之 定之延遲値爲164 nm，但通常之物質因具有正常 故折射率越短波長則越變大，其結果則延遲値越 變越大。在玻璃之情形，與使用習知高分子等有 形不同，折射率之波長分散比較小。因此，在使 情形，以前述波長486 nm之入射光所測定之延遲 〜150 nm，且以波長656 nm之入射光測定之延 於130〜200 nm之範圍爲可行。因此，在使用 形，與使用到高分子等之有機物之情形比較，可 泛帶域之所望延遲値。若爲此範圍內之延遲値， 全域爲對象之CCD等所使用之1 / 4波長板則具 必要功能。 又，以波長4 8 6 nm之入射光測定之延遲値 3 0 0 n m，且以波長6 5 6 n m之入射光測定之延遲 〜400 nm之該相位差板時，作爲1/ 2波長板之 功能，可作爲對液晶放映機，CD，DVD之拾波 可或缺的光學零件之1/2波長板來使用。 進而，本發明之相位差板係具有，波長700 > 之光透過率爲2 0%以下，較佳爲1 〇%以下之近紅 過濾器功能者。在使用具有此種波長特性之相位 對CCD等之固體成像（imaging )元件之相對於 爲色調等畫質降低之原因的近紅外線之影響可予 之入射光 入射光測 分散性， 短波長則 機物之情 用玻璃之 値爲100 遲値限制 玻璃之情 獲得在廣 以可視光 有充分之 爲200〜 値爲2 6 0 具有充分 元件爲不 -1 2 0 0 nm 外線截止 差板時， 入射光成 排除。在 -9- 200900760 相位差板具備近紅外截止過濾器功能時，可使光學低通濾 波器之零件數目刪減，並低價格化。 波長700〜1 200 nm之光之透過率爲20%以下之近紅 外線截止過濾器功能，可形成使此種波長之近紅外線反射 之金屬膜，或者藉由使近紅外線吸收之金屬離子含於玻璃 中等而可得。 在使近紅外線反射之金屬膜之組成方面，可使用銀 等。而形成金屬膜之方法並無特別限定，可使用物理蒸鍍 法或化學蒸鍍法等乾塗佈法。在此物理蒸鍍法（PVD )係 指蒸鍍法（真空蒸鍍法，電子束蒸鍍法，離子光束蒸鍍 法），離子電鍍法，濺鍍法等。濺鍍法方面，可例舉DC 職鍍法，RF潤鍍法，磁控管（magnetron)濺鍍法，ECR 濺鍍法及離子光束濺鍍法（雷射切除（ablation )法） 等。又，化學蒸鍍法（CVD)係指熱CVD，電漿CVD，光 CVD 等。 其中以由蒸鍍法所形成者爲佳。又，濺鍍法及離子電 鍍法就可精度良好的控制層厚之點爲佳。 使含於玻璃中，並吸收近紅外線之金屬離子方面，可 使用銅離子或鐵離子。在可使用的玻璃之種類方面，並無 特別限定，可例舉鹼石灰玻璃，硼矽酸玻璃或氟磷酸玻璃 等。在吸收此種近紅外線之含金屬離子玻璃方面，可例舉 含鐵離子驗石灰玻璃或含銅離子氣憐酸玻璃等。 在此種組成之玻璃板，藉由使雷射光掃瞄，可製作上 述般之使近紅外線截止（cut )功能予以一體化之相位差 -10- 200900760 板。 又，本發明之相位差板係具備波長400 nm以下之光 之透過率爲1 0%以下，較佳爲5%以下之紫外線截止過濾 器功能者，仍然就色調等畫質降低之點而言爲所望。在紫 外線截止過濾器方面，可例舉在玻璃表面形成電介質多層 膜等之物等。 以下使用圖面進而詳細說明本發明之實施形態。 圖1係表示本發明相位差板製造方法一例之槪念圖。 將可聚焦於玻璃板1內部之雷射光2以透鏡3進行集光照 射，在不改變其焦點深度位置下，將玻璃板1自跟前至內 部朝Y方向進行直線掃瞄。其結果，在玻璃板1內部於雷 射光2以直線照射之帶狀部分4，在與掃瞄方向相同方向 有拉伸應力發生而具有主軸（異方向性軸）之帶狀雙折射 區域則形成於雷射照射區域4之內部及雷射照射區域4之 周圍10。 在本發明之實施形態，係如上述可使玻璃板1本身進 行掃瞄，或與此相反，將玻璃板1固定使雷射光2進行直 線掃瞄亦可。

圖2係表示在自玻璃板1之表面起於大致平行的位 置，具有複數個帶狀雙折射區域的相位差板之形態之一例 的槪念圖。圖1之相位差板之製造方法中，係使玻璃板1 於Y方向進行直線掃瞄後，藉由雷射光之照射所形成之雙 折射區域1 0，在僅與由其次之雷射光照射所形成雙折射區 域1 〇不致重疊之距離，來移動玻璃板1。其後，再次在Y -11 - 200900760 方向將玻璃板1予以直線掃瞄 作，可獲得自玻璃板1之表面起 數個帶狀雙折射區域的相位差板 圖3係表示以光分路元件5 光束之光束一同製造大面積相位 圖。在圖3，雷射光2係以光分 射光，以透鏡3進行集光照射， 下，與圖1相同將玻璃板1自跟 線掃猫。因此，在玻璃板1內部 雷射照射的帶狀部分4。結果， 掃瞄方向同一方向發生拉伸應力 軸）之帶狀雙折射區域，在雷射 可同時形成3支。在圖3之相位 差板之形態，基本上則與圖2同 圖4係表示在玻璃板1之® 造具有更大延遲値之相位差板之 之一例的槪念圖。在玻璃板1之 數雙折射區域下可使延遲値增加 本形態係在圖1〜3之製造 焦點深度位置，使玻璃板1自跟 線掃瞄，或使玻璃板1固定在將 可容易地實現。在此情形，自玻 射區域下就集光光束收差之觀點 之複數之雙折射誘發區域，係如 。藉由重複複數次此等操 :於大致平行的位置具有複 0 使雷射光2分路爲複數條 差板之方法之一例的槪念 路元件5而分路成3支雷 在不改變其焦點深度位置 前至內部於Y方向進行直 ，可同時形成3支直線式 在與玻璃板1或雷射光之 ，而具有主軸（異方向性 照射區域4之內部及周圍 :差板之製造方法所得相位 〇 [度方向（Z方向），在製 情形的相位差板製造方法 .厚度方向內形成層狀地複 〇 方法中，改變雷射光2之 前至內部朝Y方向進行直 F雷射光進行直線掃猫下而 璃板1之深層起形成雙折 :而言爲所期望。又，帶狀 圖4所示以於玻璃板厚度 -12- 200900760 方向不重疊者爲佳。雙折射誘發區域，若在玻璃板之厚度 方向重疊時’總共之雙折射量成爲條痕（streak )狀，因 而無法均一化。延遲値若爲作爲相位差板之所望値，則形 成層狀之複數雙折射誘發區域，可在玻璃板之厚度方向連 續亦可’各自之雙折射區域，可爲在玻璃板之厚度方向隔 離（separation)而存在。 圖6係表示本發明之相位差板製造方法之其他例之槪 念圖。將可在玻璃板1內部聚焦之雷射光2以圓筒透鏡 (圓柱形透鏡）1 1進行集光照射，在玻璃內部形成線光束 1 2。其線光束之深度位置並不變化下，將玻璃板1對與線 光束12之長邊方向爲垂直方向進行直線掃瞄。結果，在 玻璃板1內部於雷射光2爲直線掃瞄之平板狀部分4，於 與掃瞄方向之相同方向產生拉伸應力可形成具有主軸（異 方向性軸）之平板狀雙折射區域。 使用圓筒透鏡，藉由以高雷射光束輸出進行高速掃 瞄，可使具有高延遲値之雙折射區域以一次掃瞄就可獲 得，而可有效率地製作1 / 4波長板等之相位差板。 又，如碳酸氣體雷射般之玻璃之吸收爲非常大的雷射 光，在玻璃板照射碳酸氣體雷射時，於玻璃板表面雷射光 被吸收而在玻璃板表面產生延遲。爲了獲得與使碳酸氣體 雷射僅自玻璃板一方表面照射所得延遲値比較爲更高的延 遲値，進而可自與玻璃板一方表面對向之面起照射碳酸氣 體雷射。 自雷射照射時至照射後爲止，將玻璃冷卻時拉伸應力 -13- 200900760 値增大，結果所誘發之雙折射量變高而可製作相位差更大 的相位差板。冷卻之方法方面’則有送風或將玻璃保持架 本身以拍爾帖（Peltier)元件等冷卻之方法。 在本發明所使用之玻璃板’可使用鹼石灰玻璃或硼矽 酸玻璃，二氧化矽玻璃等，在使用之雷射波長中爲使吸收 係數提高，若爲少量摻雜過渡金屬之玻璃亦無妨。又’亦 可爲使玻璃本身以近紅外線截止等特有功能的玻璃。 本發明所使用之雷射方面，可使用在玻璃板內部可聚 焦的雷射及玻璃吸收率高的雷射。 在玻璃板內部使用可聚焦的雷射之情形，波長爲1 90 〜1 100 nm，脈寬Ins以上10ms以下，重覆頻率爲f之雷 射光，對玻璃板之照射通量爲F ( J / cm2 )，使雷射集光 徑爲d(cm)，掃瞄速度爲s(cm/s)之，爲照射通量F 與雷射集光徑內雷射照射次數d · f/ s之乘積的F · d · f/ s爲76000 J/ cm2以下，較佳爲50000 J/ cm2以下有其必 要。在此，照射通量係每單位面積之1脈（pulse )之照射 能量，將單位面積之平均輸出以重覆頻率除之的數値。 又，雷射集光徑內之雷射照射次數d · f/ s係表示’在雷 射於其集光徑部分之距離進行移動之間，照射多次脈衝 者。將此數値乘上上述照射通量下，在一邊掃瞄同時照射 雷射光之情形之，雷射集光部之每單位面積所照射之全能 量。 波長未達190 nm時光學零件之吸收變大’特殊之雷 射照射光學系變成必要並不佳。又，超過1100 nm時因局 -14- 200900760 輸出之短脈衝雷射並不存在，故可使用波長190〜1 100 nm 之雷射。脈衝寬未達Ins時照射能量在產生熱擴散之前因 雷射照射停止，故熱加工有困難，在賦予應力爲不可能之 時間點要使用則有困難。另一方面，脈衝寬爲1 〇ms以上 時，脈衝之峰値能量（尖頭値）變低，無法對玻璃賦予充 分之熱能量而熱加工則有困難。對玻璃板之照射通量F與 照射徑內照射次數d · f/ s之乘積超過76000 J/ cm2時， 就龜裂發生之點而言在使用上會有困難。在照射通量F與 照射徑內照射次數d · f/ s之乘積過小時，因難以產生雙 折射區域，故照射通量F與照射徑內照射次數d · f/ s之 乘積較佳爲2000 J/ cm2以上，特佳爲5000 J/ cm2以 上。 在如上述般在玻璃板內部可聚焦之雷射方面，以準分 子雷射（KrF :波長 248 nm，ArF :波長 193 nm )爲恰 當，而亦可充分使用具有玻璃之吸收率低的波長的 YAG 雷射基本波（波長1064 nm )或YAG雷射之2倍波（波長 5 32 nm ) ，YAG雷射之3倍波（波長3 5 5 nm )，藍寶石 鈦（Ti Sapphire)雷射（波長800 nm)等。上述雷射，以 經脈衝震盪者峰値能量大爲恰當’亦可使用經連續震盪 (CW)者。 又，亦可使用具有玻璃吸收率高的波長之碳酸氣體雷 射（波長1 〇 . 6 μηι )。使碳酸氣體雷射光之對玻璃板之照 射能量密度爲PD(W/cm2)，雷射集光徑爲d(cm)， 掃瞄速度爲s ( cm/ s )之，照射能量密度PD與雷射集光 -15- 200900760 徑通過時間d/s之乘積爲200 J/cm2以下，較佳爲190 J / cm2以下。在超過200 j/ cm2時因而會有玻璃板之裂開 等產生。 又’在碳酸氣體雷射之情形，因玻璃所致吸收大，故 雙折射區域僅限於玻璃表面。因此，如圖4所示雙折射形 成區域之多層化僅能形成坡璃板一表面與對向之面之2 層。因此，在玻璃板之表面與對向之面之2層爲獲得80 nm之延遲値，則有必要使每1層之4〇 nm延遲値形成。 因此’由表示照射能量密度X照射徑通過時間與延遲値之 關係之第5圖可知作爲照射能量密度Pd與雷射集光徑通 過時間d / s之乘積爲必要的數値則爲丨2 〇 J / c m2以上。 在此’照射能量密度係每一單位面積之照射能量，係使平 均輸出以照射面積除之的數値。又，雷射集光徑通過時間 d / s係表示，雷射之其集光徑部分之距離進行移動之時 間’將此値乘上上述照射能量密度下，則成爲一邊掃瞄同 時進行照射之情形之雷射集光部之每單位面積之全照射能 量。 本發明之光學低通濾波器係由相位差板，雙折射板， 紅外線截止層或紫外線截止層所成者。本發明之光學低通 濾波器具有，將相位差板所致直線偏光變換成圓偏光之功 能，將雙折射板所致攝像物在垂直方向及水平方向進行分 離之功能，色斑（color moire)之抑制，紅外線截止層所 致霧翳（red fogging)之抑制等功能等，且可在CCD等 成像（imaging )元件之前面具備者。使用本發明之相位 -16- 200900760 差板以製作光學低通濾波器時，係照射雷射，在製作出延 遲値成爲1 / 4波長之玻璃板上，將紅外線截止層或紫外 線截止層予以層合，進而在其兩面將水晶雙折射板予以層 合來製作。 或，在含有銅離子或鐵離子之玻璃進行雷射照射，在 製作出延遲値爲1 / 4波長之物的兩面藉由水晶雙折射板 之層合亦可製作。 在藉由本發明之製造法來形成相位差板（1/4波長 板）時，在通常光學低通濾波器構成所使用之水晶1/4 波長板，近紅外截止過濾器，紫外線截止過濾器以一枚構 成即可，可使光學低通濾波器薄型化極爲恰當。 【實施方式】 [實施例] 以下爲詳細說明本發明則以實施例表示。例1，2，4 及5爲實施例，例3爲比較例。但本發明之解釋並非受到 該等例所限制。 (例1 ) 在厚度1 mm之鹼石灰玻璃板使脈YAG雷射之3倍波 (波長355 nm，脈寬25ns)進行約φΐ μηι集光照射，以 掃瞄速度5 mm/s，使用集光透鏡爲NA0.42之對物透 鏡，自玻璃板表面至2 0 0 μ m內部以聚焦之狀態，將玻璃 板進行直線狀掃瞄來誘發雙折射。其後，在剛才經照射部 -17- 200900760 分之上部1 00 μηι以聚焦之狀態，於與前述相同條件下進 行YAG3倍波雷射之照射。所使用之Yag雷射爲 Coherent公司製AVia—X,並使用平均輸出lw，重覆頻 率80 KHz。使用王子計測機器公司製雙折射計（k〇bRA 一 CCD ) ’在使雷射照射部之延遲値以波長54〇 nm之入 射光測定時’可確認沿著雷射照射部於寬約丨00 μιη之區 域可誘發約100 nm之延遲値。又以正交尼科耳稜鏡觀 察’可確認在其主軸（異方向性軸）之方向係與玻璃板之 掃猫方向爲相同方向。 (例2) 在厚度3 mm之鹼石灰玻璃板表面將進行CW震盪之 碳酸氣體雷射（波長10.6 μηι )以焦點距離100 mm之透 鏡在Φ 3 00 μιη之點（spot)進行集光照射，以掃瞄速度8 mm/ s使玻璃板進行直線狀掃瞄誘發雙折射。雷射之平均 輸出係自2W起以每0.5W增加，使照射部之延遲値以塞 拿蒙（senarmont )法測定。結果，在雷射輸出之同時延遲 値增加，在以3.5 W照射時可獲得最大1 〇 8 nm之延遲値。 照射能量密度X照射徑通過時間與延遲之關係則如第5圖 所示。 又，在3 . 5 W之平均輸出，於玻璃板之表面照射雷射 後，於玻璃板之內面亦如於表面照射之場所重疊之方式以 3 · 5 W進行雷射照射，結果，與僅單側照射之時比較可獲 得約2倍之20 0 nm之延遲値。此時照射能量密度X照射徑 -18- 200900760 通過時間爲1 85.8 J / cm2。 被誘發之雙折射，可藉由控制雷射光之平均輸出及掃 瞄速度，掃瞄方向，而可控制其主軸方向或延遲値。結 果，在任意方向可製作具有任意延遲値之相位差板。如此 一來可對玻璃板簡單地賦予所望之主軸方向，所望之相位 差，本發明之相位差板因僅爲對玻璃進行雷射照射之物， 與其他任何種類相位差板比較爲低價格且具有高耐久性。 (例3 ) 與例2同，將進行CW震盪之碳酸氣體雷射以平均輸 出4W以上照射時，在玻璃板發生裂開。此時之照射能量 密度X照射徑通過時間爲2 1 2.3 J / cm2。 (例4 ) 在厚度3 mm之鹼石灰玻璃內部將脈衝YaG雷射之3 倍波（波長355 nm，脈寬25ns)以NA0.42之對物透鏡進 行集光照射，以雷射輸出2 W ’重複頻率80 KHz，掃瞄速 度1 〇 mm/ s進行直線掃瞄以誘發雙折射。製作將雷射光 於厚度方向以1 〇 〇 μ m間隔經照射（層合）之物，來測定 層合數與延遲値之關係。其結果，在層合數與延遲値之間 有其比例關係，可知在增加層合數下可使延遲値增加，亦 可製作出λ/ 2板。層合數與延遲値之間之關係如圖7所 不 ° 在例1因係以雷射輸出1 W，掃瞄速度5 m m / s誘發 -19- 200900760 雙折射，若不進行多數次掃瞄則無法製作具有約1 〇〇 nm 延遲値的1/4波長板。但是，藉由使用雷射輸出2W，掃 瞄速度1 〇 mm/ s之條件，可使掃瞄次數減少，有效率地 製作1 / 4波長板及1 / 2波長板。在增加雷射輸出與掃瞄 速度之情形之延遲値之增加方式則如圖9所示。由圖9可 知，在提高雷射輸出與掃瞄速度下，可使延遲値簡單地增 加，例如將輸出4W之雷射光予以集光，在40 mm/ s進 行掃瞄時，以單層（一掃瞄）可誘發約100 nm以上之延 遲値，以單層即可製作1 / 4波長板。 (例5 ) 在厚度3 mm之鹼石灰玻璃內部將脈衝YAG雷射之3 倍波（波長3 5 5 nm，脈寬25ns )以NA0.42之對物透鏡進 行集光照射，以雷射輸出2W，重複頻率80 KHz，掃瞄速 度1 0 mm/ s進行直線掃瞄誘發雙折射。將雷射光在同一 深度位置內進行3 mm掃瞄之方法以40 μιη間隔實施1 00 次之物，在深度方向以1 0 0 μιη間隔實施4次。其結果， 在3 mmx3 mm之區域可使1 16 nm之延遲値均一地誘發。 如此一來所製作之相位差板，將相對於該相位差板之主軸 方向爲同一方向之直線偏光，與傾斜45度之波長488 nm 之直線偏光予以入射，在出射部配置偏光元件使偏光元件 旋轉進行透過光強度之監視。其結果如圖8所示。 虛線係在將與相位差板之主軸方向爲同一方向之偏光 進行入射之情形，實線係在將與相位差板之主軸方向呈45 -20- 200900760 度傾斜之偏光進行入射之情形。在傾斜4 5度之情形，如 圖8所示並不仰賴於偏光元件之旋轉角而是使透過光強度 爲大致一定，由此可知相位差板具有1 / 4波長板之功 能，直線偏光則變換成圓偏光。 [產業上之利用可能性] 本發明不僅可作爲相位差板（波長板），亦可作爲位 相光罩，液晶放映機所使用之偏光變換元件，固體成像 (imaging )元件所使用之光學低通濾波器，光拾波元 件，隔離器等之光學零件使用。 此外，於2007年4月9日提出申請之日本專利申 請案號2007 - 1 0 1 9 82所記載之說明書，申請專利範圍， 圖面及發明摘要之全部內容在此予以援用，而採用作爲本 發明說明書之內容。 【圖式簡單說明】 [圖1 ]表示本發明相位差板製造方法一例之槪念圖 [圖2]表示本發明相位差板一例之槪念圖 [圖3]表示本發明相位差板製造方法之其他例之槪念 圖 [圖4]表示本發明相位差板之其他例之槪念圖 [圖5 ]表示在本發明之實施例2及3中，照射能量密 度X照射徑通過時間與延遲値之關係圖 [圖6]表示本發明相位差板製造方法之其他例之槪念 -21 - 200900760 圖 [圖7]表示本發明雷射照射部層合數與延遲値之關係 圖 [圖8]表示本發明實施例5中，偏光變換功能之圖 [圖9]表示本發明之雷射輸出與掃瞄速度輿延遲値之 關係圖 【主要元件符號說明】 1 :玻璃板 2 ·雷射光 3 :透鏡 4 :雷射光掃瞄區域 5 :光分路元件 10:雷射光掃瞄區域周圍之雙折射區域 1 1 :圓筒透鏡（圓柱形透鏡） 1 2 :線光束 -22-

Claims (1)

1. 200900760 十、申請專利範圍 1.一種相位差板，其特徵爲，其爲厚度0.1 mm以上5 mm以下之玻璃板，該玻璃板具有複數個與該玻璃板表面 大致平行的帶狀雙折射區域，該帶狀雙折射區域與該玻璃 板表面大致平行地形成，使得該等帶狀雙折射區域之軸方 向互爲一致，進而以波長5 4 0 nm入射光測定的延遲値爲 80 〜450 nm 者。 2 ·如申請專利範圍第1項之相位差板，其中以波長 486 nm之入射光測定之延遲値爲1〇〇〜150 nm，且以波長 656 nm之入射光測定之延遲値爲130〜200 nm者。 3 .如申請專利範圍第1項之相位差板，其中以波長 486 nm之入射光測定之延遲値爲200〜300 nm，且以波長 656 nm之入射光測定之延遲値爲260〜400 nm。 4 ·如申請專利範圍第1〜3中任一項之相位差板，其 中波長700〜1200 nm之光透過率爲20 %以下者。 5 .如申請專利範圍第1〜4中任一項之相位差板，其 中波長400 nm以下之光透過率爲1〇 %以下者。 6. —種具備如申請專利範圍第1〜5項中任一項之相 位差板的光學低通濾波器低通濾波器。 7 . —種相位差板之製造方法，其特徵爲，將雷射光藉 由透鏡或凹面鏡聚焦於玻璃板內部或表面以進行集光照 射，藉由對玻璃板或雷射光進行掃瞄形成雙折射區域，雙 折射誘發（induce ) —軸性複折射者。 8 ·如申請專利範圍第7項之相位差板之製造方法，其 -23- 200900760 中該雷射光之掃瞄爲直線式’相對於該玻璃板表面爲平行 者。 9. 如申請專利範圍第7或8項之相位差板之製造方 法，其中在不改變自玻璃板表面之焦點深度位置之狀態下 重複複數次該雷射光之掃瞄者。 10. 如申請專利範圍第7或8項之相位差板之製造方 法，其中重複複數次該雷射光之掃瞄，同時在各自之掃瞄 中，含有改變自該玻璃板表面之焦點深度位置之步驟。 1 1 .如申請專利範圍第7〜1 0項中任一項之相位差板 之製造方法，其爲使該雷射光以光分路元件（optical branching element)分路成複數光束並照射於玻璃者。 1 2 .如申請專利範圍第7〜1 1中任一項之相位差板之 製造方法，其中該雷射光係波長190〜1 100 nm，脈 (pulse)寬 Ins以上 10ms以下，重覆頻率（repetitive frequency )爲 f之雷射光，對該玻璃板之照射通量 (fluence)爲F(J/Cm2)，雷射集光徑爲d(cm)，掃 瞄速度爲s ( cm/ s )時，爲照射通量F與該雷射集光徑 內之雷射照射次數d · f/ s之乘積的F · d · f/ s爲76000 J / cm2以下者。 1 3 ·如申請專利範圍第7〜1 1中任一項之相位差板之 製造方法’其中該雷射光係連續震盪（oscilating)之碳酸 氣體雷射光，使對該玻璃板之照射能量密度爲PD ( W / cm) ’雷射集光徑爲d(cm)，掃瞄速度爲s(cm/s) 時’爲照射能量密度P D與該雷射集光徑通過時間d / s之 乘積的PD.d/s爲120〜200 J/cm2者。 -24-