(57)【要約】【課題】簡易な方法で波面収差を改善することができる光学物品の製造方法を提供する。【解決手段】第１の光学素子１１，２１に光学接着剤を塗布して接着層１３を形成し、この接着層１３の上に第２の光学素子を貼り合わせて互いの主面同士を押し当て、押し合わされた第１の光学素子１１，２１と第２の光学素子との間の接着層１３の接着剤を硬化させる。第１の光学素子１１，２１と第２の光学素子とを押し合わせる前に第１の光学素子１１，２１に塗布された接着剤を室温より高い温度で加温する。これにより、接着剤と光学素子との界面の残留応力の偏在化が緩和される。そのため、接着剤が光学素子の主面に沿って形状の変形が容易におこなわれ、主面内の接着剤の厚み分布が均一となって、波面収差等の光学特性が改善される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤を介して複数の光学素子を接合した光学物品を製造する方法であって、
一方の光学素子の主面上に光学接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、この接着剤塗布工程で接着剤を塗布した光学素子の前記主面と他方の光学素子の主面とを押し合わせる押合工程と、前記接着剤を硬化させる硬化工程とを備え、
前記押合工程の前に、主面に接着剤を塗布された前記光学素子を、前記接着剤が硬化する温度よりも低く室温より高い温度で加温する加温工程を設けたことを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された光学物品の製造方法において、
前記押合工程は前記加温工程と連続して設けられ、前記接着剤の温度が室温よりも高いまま主面同士が押し合わせることを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された光学物品の製造方法において、
前記加温工程は、ホットプレートを用いておこなうことを特徴とする光学物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
接着剤を介して複数の光学素子から形成される光学物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学物品には、位相差板（波長板）、グレーティング等、板状の光学素子同士を接着剤で貼り合わせて形成されるものがある。例えば、位相差板は、板状の水晶基材に板状のガラス板を接着剤で貼り合わせることで形成される。
板状の光学素子の主面同士を接着剤で接着固定する光学物品では、主面内の接着層の厚さ分布を均一にして波面収差等を改善することが望まれる。
【０００３】
位相差板を製造する方法として、ガラスの固定基板に接着剤を塗布し、支持基板に剥離剤層を設けるとともに、この剥離剤層に位相差フィルムを設け、この位相差フィルムと剥離剤層との境面の脱気処理をして剥離剤層と位相差フィルムとを真空吸着し、接着層を介して固定基板と位相差フィルムとを接着し、剥離剤層つきの支持基板を位相差フィルムから剥がす従来例（特許文献１）がある。
この特許文献１で示される従来例は、面平坦度に優れた位相差フィルムを有する位相差板を製造することができる。
【０００４】
また、従来、加熱硬化性樹脂を一方の光学部品に塗布し、これを加熱して加熱硬化性樹脂を半硬化させ、微細な加工が施された他方の光学部品に加熱硬化性樹脂を間に挟んで接合させ、その後、この接合体を再び加熱して加熱硬化性樹脂を本硬化させてグレーティングを製造する従来例（特許文献２）がある。
この特許文献２で示される従来例は、光学部品同士の面接着による接着面積を確保して接着強度を向上させ、かつ、微細加工領域への接着剤のしみ込みを回避させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４２０３８号公報
【特許文献２】特開平１０−３９１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で示される従来例では、固定基板と位相差フィルムとを接着する工程だけでなく、この接着工程の前に、剥離剤層に位相差フィルムを設ける工程、位相差フィルムと剥離剤層とを真空吸着する工程があり、接着工程の後に、剥離剤層つきの支持基板を位相差フィルムから剥がす工程があるので、製造作業が煩雑となるという課題がある。
特許文献２で示される従来例では、光学部品に塗布された加熱硬化性樹脂を半硬化させ、光学部品同士を接合させた後、本硬化させる構成であるが、その目的は、接着強度の向上及び微細加工領域への接着剤のしみ込み防止であり、波面収差を改善できるものではない。
【０００７】
本発明の目的は、簡易な方法で波面収差を改善することができる光学物品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、接着剤を介して複数の光学素子を接合した光学物品を製造する方法であって、一方の光学素子の主面上に光学接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、この接着剤塗布工程で接着剤を塗布した光学素子の前記主面と他方の光学素子の主面とを押し合わせる押合工程と、前記接着剤を硬化させる硬化工程とを備え、前記押合工程の前に、主面に接着剤を塗布された前記光学素子を、前記接着剤が硬化する温度よりも低く室温より高い温度で加温する加温工程を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この構成の本適用例では、接着剤を介して複数の光学素子を押し合わせる前に接着剤を塗布した光学素子を硬化する温度よりも低く室温より高い温度で加温することで、接着剤の流動性が向上する。すると、接着剤と光学素子との界面の残留応力の偏在化が緩和される。そのため、接着剤が光学素子の主面に沿って形状の変形が容易におこなわれ、主面内の接着剤の厚み分布が均一となって、波面収差等の光学特性が改善される。
【００１０】
［適用例２］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記押合工程が前記加温工程と連続して設けられ、前記接着剤の温度が室温よりも高いまま主面同士が押し合わせることを特徴とする。
【００１１】
この構成の本適用例では、接着剤の温度が室温よりも高いまま主面同士が押し合わせるため、安定して接着剤と光学素子との界面の残留応力の偏在化が緩和される。そのため、接着剤が光学素子の主面に沿って形状の変形が一層容易におこなわれ、主面内の接着剤の厚み分布が更に均一となって、波面収差等の光学特性の改善がおこなわれ、この改善は製品間のばらつきが少なくておこなわれる。
【００１２】
［適用例３］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記加温工程がホットプレートを用いておこなうことを特徴とする。
【００１３】
この構成の本適用例では、接着剤が塗布された光学素子の加温を、板部材に加熱源を有するホットプレートという簡易な装置で実施するから、熱風循環式電気炉等と比べて急速に加温でき、且つ一枚一枚を枚葉方式で加温できる。接着剤塗布工程がスピンコートのような枚葉方式の場合、加温工程もホットプレートという枚葉方式であれば、加温済みの光学素子を次の押合工程に進めることができ、光学物品の生産性を高いものにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光学物品の製造方法で製造される光学物品の概略構成図。
【図２】前記実施形態にかかる光学物品の製造方法で製造される光学物品の概略構成図。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は前記実施形態にかかる光学物品の製造方法の手順を示す概略図。
【図４】（Ｄ）〜（Ｆ）は前記実施形態にかかる光学物品の製造方法の手順を示す概略図。
【図５】実施例の透過波面収差を測定した結果を示す図。
【図６】比較例の透過波面収差を測定した結果を示す図。
【図７】比較例の透過波面収差を測定した結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は本実施形態にかかる光学物品の製造方法で製造される光学物品を示す端面図である。
図１において、光学物品１は、板状に形成された第１の光学素子１１と、板状に形成された第２の光学素子１２と、これらの第１の光学素子１１と第２の光学素子１２とを接合する接着層１３とを備えた積層波長板である。
第１の光学素子１１と第２の光学素子１２とは、それぞれ水晶から形成された波長板であり、これらの波長板は互いに結晶光学軸が交差するように積層された構造である。なお、波長板を形成する結晶材料としては、水晶以外にも、ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）、サファイヤ、ＢＢＯ、方解石、ＹＶＯ４等を例示できる。
【００１６】
接着層１３は、種々の光学接着剤から構成されるものであり、光学接着剤としては、例えば、接着加工が容易で比較的高温度に耐え得る一液性エポキシ又は一液性アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。
この紫外線硬化型接着剤としては、例えば、サンライズＭＩ株式会社製のＰＨＯＴＯボンド（登録商標）が用いられる。この紫外線硬化型接着剤は、塗布した後、ケミカルランプや高圧水銀灯を照射して硬化される。但し、多くの紫外線硬化型接着剤は、高い温度、すなわち硬化温度以上で加温すれば、紫外線を照射しなくても硬化する。
【００１７】
図２は光学物品としてガラス板付き波長板を説明する場合の概略構成図である。ガラス板付き波長板は、例えば、液晶プロジェクタに用いられる。
図２において、光学物品２は、板状に形成された第１の光学素子２１と、板状に形成された第２の光学素子２２と、これらの第１の光学素子２１と第２の光学素子２２とを接合する接着層１３とを有するガラス板付き波長板である。
ここで、第２の光学素子２２は、水晶、その他の材質から形成される薄肉波長板であり、第１の光学素子２１は薄肉波長板を保持するガラス板である。
第１の光学素子２１を形成するガラス板としては、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、結晶化ガラス等の光学ガラスを例示できる。
なお、本実施形態では、図１及び図２に示される光学物品以外にも適用可能であり、例えば、グレーティング付き波長板にも適用できる。このグレーティング付き波長板は、例えば、光ピックアップ装置に用いられるものであり、第１の光学素子と第２の光学素子とは水晶、その他の材料から形成され、このうち一方の光学素子の表面にエッチング等によって、回折格子が形成される。
【００１８】
次に、本実施形態にかかる光学物品の製造方法について、図３及び図４に基づいて説明する。
図３及び図４は本実施形態にかかる光学物品の製造方法の手順を示す概略図である。
［接着剤塗布工程］
まず、第１の光学素子１１，２１の一面に紫外線硬化型接着剤を塗布する。そのため、図３（Ａ）に示される通り、回転テーブル１０１に第１の光学素子１１，２１を載置し、回転テーブル１０１の上部に配置されたノズル１０２から接着剤を第１の光学素子１１，２１の中心部に滴下する。
そして、スピンコート法により、第１の光学素子１１，２１の一面に滴下された接着剤を塗布する。そのため、図３（Ｂ）に示される通り、回転テーブル１０１を回転操作する。回転テーブル１０１に載置された第１の光学素子１１，２１が回転すると、第１の光学素子１１，２１の中心に滴下された接着剤が遠心力により径方向に押し広げられて接着層１３が形成される。なお、図３（Ｂ）では、接着層１３の形状を見やすくするために、中心部が盛り上がって表示されているが、実際は、中心から周縁にかけて平坦な接着層１３が形成されている。
【００１９】
［加温工程］
その後、第１の光学素子１１，２１に形成された接着層１３を接着剤が硬化する温度よりも低く室温（２５℃）より高い温度で加温する。そのため、図３（Ｃ）に示される通り、加温装置１０３に接着層１３が形成された第１の光学素子１１，２１を投入する。
この加温装置１０３はホットプレートの構造である。加温装置１０３は、第１の光学素子１１，２１を配置する平板部材１０６と、この平板部材１０６を加熱する加熱源（図示せず）とを備えたものであり、平板部材１０６の表面温度が所定温度、例えば、６０℃を維持するように設定される。
所定温度が６０℃に設定された加温装置１０３に接着層１３が形成された第１の光学素子１１，２１を３分〜５分投入することで、接着層１３は５０±３℃まで加温される。なお、接着層１３の加温温度は、第１の光学素子１１，２１の大きさや厚さ、加温時間、その他の条件により変わるが、例えば、加温時間が３分である場合では、加温装置１０３の内部温度が４０℃以下や８０℃以上では、十分な効果を得ることができなかった。
【００２０】
［押合工程］
第１の光学素子１１，２１に形成された接着層１３の上に第２の光学素子１２，２２を貼り合わせて次に主面同士を押し合わせる。そのため、図４（Ｄ）に示される通り、貼合装置１０７の内部に接着層１３が形成された光学素子１１，２１を投入する。
この貼合装置１０７は、内部が真空状態とされたケース１０８と、このケース１０８に配置され第１の光学素子１１，２１を昇降させる昇降テーブル１０９と、この昇降テーブル１０９の上部に配置される第２の光学素子１２，２２を保持する図示しない保持部とを備えている。
【００２１】
図４（Ｄ）に示される通り、予め、第２の光学素子２１，２２をケース１０８にセットしておき、昇降テーブル１０９に第１の光学素子１１，２１を配置し、その後、図４（Ｅ）に示される通り、昇降テーブル１０９を上昇させる。すると、第１の光学素子１１，２１と第２の光学素子２１，２２とが接着剤で互いに貼り合わされ、さらに、互いの主面同士を押し合わせる。この際、第１の光学素子１１，２１と第２の光学素子１２，２２との互いに対向する主面（接着面）は平行度が保たれている状態とする。
［硬化工程］
押し合わされた第１の光学素子１１，２１と第２の光学素子１２，２２とを貼合装置１０７から取り出し、接着剤を硬化する。
そのため、図４（Ｆ）に示される通り、第１の光学素子１１，２１を通じて接着層１３に紫外線を照射して接着剤を硬化させる。紫外線の照射条件は従来と同じである。これにより、光学物品１，２が製造される。
【００２２】
従って、本実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
（１）第１の光学素子１１，２１に光学接着剤を塗布して接着層１３を形成し、塗布された接着剤からなる接着層１３の上に第２の光学素子１２，２２を貼り合わせて押し合わせ、押し合わされた第１の光学素子１１，２１と第２の光学素子１２，２２との間の接着剤を硬化させて光学物品１，２を製造する。そして、接着層１３を介して第１の光学素子１１，２１と第２の光学素子１２，２２とを貼り合わせる前に第１の光学素子１１，２１に塗布された接着剤を、接着剤が硬化する温度よりも低く室温より高い温度で加温する。そのため、接着剤を前述の温度で加温することで、接着剤の流動性が向上する。すると、接着剤１３と光学素子１１，２１との間の界面、および接着剤と光学素子１２，２２との間の界面、これらにおける残留応力の偏在化が緩和される。この温度範囲よりも高いと接着剤１３の硬化が進行し、流動性が低下する。逆にこの温度範囲よりも低い場合は流動性が不十分である。従って、この温度範囲であれば、接着剤が光学素子１１,２１又は光学素子１２、２２の主面に沿って形状の変形が容易におこなわれ、主面内の接着剤の厚み分布が均一となって、波面収差等の光学特性が改善される。
【００２３】
（２）第１の光学素子１１，２１の接着剤を加温後、第１の光学素子１１，２１を連続して貼り合わせ、押し合いするので、接着剤が加温したまま第１の光学素子１１，２１を貼り合わせ、押し合いすることができ、接着剤の加温のばらつきを極めて小さくすることができる。従って製品間の接着剤の温度のばらつきを小さくできるので、波面収差等の光学特性を安定して向上できる。
【００２４】
（３）第１の光学素子１１，２１に塗布された接着剤の加温を、第１の光学素子１１，２１を配置する平板部材１０６を加熱源で加熱するホットプレート構造の加温装置１０３で実施する。このホットプレート１０５は簡易な構造であり、第１の光学素子１１，２１を急速に加温でき、且つ一枚一枚を枚葉方式で加温できる。
接着剤塗布工程がスピンコートのような枚葉方式の場合、加温工程もホットプレートという枚葉方式であれば、加温済みの光学素子１１，１２を次の押合工程に進めることができ、光学物品１，２の生産性を高い。
【実施例】
【００２５】
次に、本実施形態の効果を確認するための実施例について説明する。
［実施例］
実施例は本実施形態の手順に従って光学物品を製造したものである。実施例では、加温装置１０３の温度を６０℃とし、３分間、接着層１３が形成された第１の光学素子１１，２１を加温した。実施例の透過波面収差を波面測定器で測定した。その結果を図５に示す。
【００２６】
［比較例１］
比較例１は加温工程を省略した従来例そのものの工程で光学物品を製造した。比較例１の透過波面収差を波面測定器で測定した。その結果を図６に示す。
【００２７】
［比較例２］
比較例２は加温工程を実施したが、その加温条件が実施例とは異なる。比較例２では、第１の光学素子と第２の光学素子とを接着剤を介して接合した後にホットプレートで加温したもので、加温温度は４０℃、６０℃、８０℃、１００℃であり、加温時間は、それぞれ３分間と５分間である。比較例２の透過波面収差を波面測定器で測定した。その結果は図６で示されるものとほぼ同じであった。
【００２８】
［比較例３］
比較例３は加温工程を実施したが、その加温条件が実施例とは異なる。比較例３では、第１の光学素子と第２の光学素子とを接着剤を介して接合した後に恒温槽で加温したもので、加温温度は８０℃であり、加温時間は５分間である。比較例３の透過波面収差を波面測定器で測定した。その結果を図７に示す。
【００２９】
図５で示される実施例では、干渉縞を認識することができず、波面収差が極めて低いことがわかる。これに対して、図６及び図７で示される通り、比較例では、干渉縞を明らかに認識することができるので、波面収差が極めて高いことがわかる。
【００３０】
なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
例えば、前記実施形態では、接着剤が塗布された第１の光学素子１１，２１の加温を、第１の光学素子１１，２１を配置する平板部材１０６を加熱源で加熱するホットプレート１０５で実施したが、本発明では、ホットプレートに代えて赤外線ランプによる加温を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、ピックアップ装置、プロジェクタ、その他の装置に用いられる光学物品に利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１，２…光学物品、１１，２１…第１の光学素子、１２，２２…第２の光学素子、１３…接着層、１０３…加温装置、１０６…平板部材、１０７…貼合装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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