(57)【要約】 【課題】  比較的容易かつ安価に製造することができるホログラム素子およびその製造方法ならびにホログラム素子を備えるホログラムレーザユニットを提供する。【解決手段】  基板３１の厚み方向一表面部には、ホログラムパターン３３が形成される。ホログラムパターン３３は、入射光を予め定める方向、具体的には受光素子の方向へ回折させる。基板３１の厚み方向一表面部のうち、ホログラムパターン３３の領域を除く部分には、ホログラムパターン３３の領域に応じた透過率を調整する液晶パネル８０が設けられる。基板３１の厚み方向一表面部に設けられる液晶パネル８０に印加される電圧が制御されることによって、ホログラムパターン３３の領域に応じた透過率を調整することができる。【選択図】      図１
2006201588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折パターンが形成される基板と、
基板の表面部に設けられ、前記回折パターンの領域に応じた透過率を調整する液晶パネルとを有することを特徴とするホログラム素子。
【請求項２】
前記液晶パネルは、この液晶パネルに印加される電圧が制御されることによって、前記透過率を調整することを特徴とする請求項１記載のホログラム素子。
【請求項３】
前記基板の表面部のうち、回折パターンの領域を除く部分に溝部が形成され、この溝部に、前記液晶パネルを接着するための接着部材が配設されることを特徴とする請求項１記載のホログラム素子。
【請求項４】
前記回折パターンは、少なくとも２つ以上の領域に分割され、
前記液晶パネルは、各領域に応じた透過率を調整することを特徴とする請求項１記載のホログラム素子。
【請求項５】
基板の表面部に、感光性材料を塗布して露光することによって回折パターン用マスク部を形成し、この基板の表面部のうち回折パターン用マスク部を除く部分に溝部用マスク部を形成するフォトリソグラフィ工程と、
マスク形成工程で形成される回折パターン用マスク部および溝部用マスク部に基づいて基板の表面部をエッチングし、この基板の表面部に回折パターンおよび溝部を形成するエッチング工程と、
前記溝部に接着部材を介して液晶パネルを接合する接合工程とを含むことを特徴とするホログラム素子の製造方法。
【請求項６】
基板と、表面部に回折パターンが形成され、この表面部のうち回折パターンを除く部分に溝部が形成される原盤との間に樹脂を介在させて加圧および成形をし、この原盤の回折パターンおよび溝部が転写されて成る樹脂層を基板の表面部に配設するパターン転写工程と、
前記基板の表面部に配設される溝部に接着部材を介して液晶パネルを接合する接合工程とを含むことを特徴とするホログラム素子の製造方法。
【請求項７】
前記基板には、複数のホログラム素子が形成されており、この基板をホログラム素子単位で分断する分断工程を含むことを特徴とする請求項５または６記載のホログラム素子の製造方法。
【請求項８】
光ビームを発する光源と、
光源から発せられ、光記録媒体で反射された光ビームを受光する受光素子と、
請求項１〜４のいずれか１つに記載のホログラム素子とを含むことを特徴とするホログラムレーザユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ（Compact Disk）およびＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの光記録媒体の情報を読取り、かつ光記録媒体に情報を記録する光ピックアップ装置に好適に用いられるホログラム素子およびその製造方法ならびにホログラム素子を備えるホログラムレーザユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来の技術のホログラム素子の製造工程を示す断面図である。図１０は、フォトポリマー法による従来の技術のホログラム素子の製造工程を示す断面図である。図１１は、フォトポリマー法による従来の技術のホログラム素子の製造工程を示す断面図である。図１２は、従来の技術のスタンパの製造工程を示す断面図である。
【０００３】
光ピックアップ装置に光学部品として用いられるホログラム素子は、数ｍｍ角程度の大きさである。このホログラム素子を大量かつ安価に製造することを目的として、比較的大きい寸法の光透過性基板に一括して複数のホログラム素子を形成した後に、前記基板をホログラム素子単位に分断する。ホログラム素子には、極めて微細な回折パターンが精密に形成される。回折パターンを形成する方法としては、たとえば図９に示すような半導体装置の製造方法を利用する方法、ならびに図１０および図１１に示すようなフォトポリマー（Photo Polymer）法（以下、「２Ｐ法」と表記する場合がある）と称される成形方法を利用する方法などがある。
【０００４】
半導体装置の製造方法を利用するホログラム素子の製造方法は、図９（１）に示すように、まず洗浄工程において、ガラス基板１を洗浄し、図９（２）に示すレジスト塗布工程において、洗浄されたガラス基板１の一表面部にフォトレジストなどの感光性材料を、たとえばスピンコ−ト法によって塗布して、感光性材料膜２を形成する。次に、図９（３）に示す露光および現像工程（以下、「フォトリソグラフィ工程」と表記する場合がある）において、感光性材料膜２に所定の微細なパターンを潜像として形成する。具体的には、フォトマスク（図示せず）を感光性材料膜２上に設けて、フォトマスクの背面側から紫外線光などを照射することによって感光性材料膜２を感光させる。さらに、感光された感光性材料膜２に現像液を塗布することによって、感光性材料膜２に所定の微細なパターン（以下、「回折パターン」と表記する場合がある）２ａを形成する。
【０００５】
次に、図９（４）に示すエッチング工程において、四フッ化炭素（ＣＦ４）および三フッ化メタン（ＣＨＦ３）などのガス雰囲気中で、ドライエッチングの一種である反応性イオンエッチング（略称：ＲＩＥ）法によって、感光性材料膜２から成る回折パターン２ａをマスクとしてガラス基板１をエッチングして、ガラス基板１の一表面部に回折パターン１ａを形成する。このとき、感光性材料膜２から成る回折パターン２ａも同時にエッチングされるが、ガラス基板１の加工レートと感光性材料膜２の加工レートとの関係を予め把握しておき、ガラス基板１に所定の深さのパターンが形成された後でも感光性材料膜２から成る回折パターン２ａがガラス基板１上に残留するように、感光性材料膜２の厚み寸法を決める。
【０００６】
次に、図９（５）に示す感光性材料除去工程において、ガラス基板１上に残留している感光性材料膜２から成る回折パターン２ａを、溶剤によって除去するか、または酸素ガス雰囲気中で灰化除去する。このようにしてガラス基板１の一表面部に形成された複数のホログラム素子を、図９（６）に示すように、最終的に必要とされる最小単位の形状に分割（ダイシング）する。これによって、複数のホログラム素子３が作製される。前述のようにして作製されたホログラム素子３は、ガラス部材であるという材質上の利点から、特に耐環境性への要求が厳しい車載用途などに広く用いられている。
【０００７】
前述の半導体装置の製造方法を利用した方法によって、ガラス基板１の両表面部に回折パターン１ａを形成しようとする場合には、図９（５）に示す感光材料除去工程の後で、基板の他表面部にも感光性材料を塗布し、同様のフォトリソグラフィ工程、エッチング工程および感光性材料除去工程を経て、ガラス基板１の他表面部に所定の回折パターン１ａを形成することによって、ガラス基板１の両表面部に回折パターン１ａが形成されたホログラム素子を作製することができる。
【０００８】
半導体装置の製造方法を利用するホログラム素子の製造方法では、ＲＩＥ法によるエッチング工程に長時間を要するので、製造効率を向上させることが容易でないうえ、ガラス基板１の厚み方向一表面部および他表面部に同時に回折パターンを形成することができないので、ホログラム素子の製造に長時間を要するという問題がある。基板の厚み方向一表面部および他表面部に効率良く回折パターンを形成することができる製造方法の一つとして、図１０および図１１に示す２Ｐ法を利用したホログラム素子の製造方法が挙げられる。
【０００９】
２Ｐ法を利用したホログラム素子の製造方法は、まず図１０（１）に示すように、予め微細なパターン１１ａが形成された原盤（以下、「スタンパ」と表記する）１１上に紫外線硬化性樹脂１２を塗布し、この紫外線硬化性樹脂１２を介してスタンパ１１上に光透過性基板１３を配置する。次に、図１０（２）に示すように、必要であれば加圧しながら紫外線硬化性樹脂１２を、スタンパ１１と光透過性基板１３との空隙に充分広げる。その後に紫外線光を照射して紫外線硬化性樹脂１２を硬化させる。紫外線硬化性樹脂１２が硬化した後は、図１０（３）に示すように、スタンパ１１から光透過性基板１３を剥離する。
【００１０】
紫外線硬化性樹脂１２は、硬化後の光透過性基板１３との接着性がスタンパ１１との接着性よりも優れているような材料を選択するか、または光透過性基板１３との接着性を前処理によって予め向上させておくことによって、光透過性基板１３の一表面部に、スタンパ１１の微細なパターン１１ａが転写された、微細なパターン１２ａを有する樹脂層１２ｂを形成する。その後、光透過性基板１３の両表面部に反射防止膜を蒸着し、必要な形状に分断することによって、複数のホログラム素子を作製する。
【００１１】
前述の２Ｐ法を利用したホログラム素子の製造方法によって、光透過性基板１３の両表面部に、スタンパ１１の微細なパターン１１ａを形成しようとする場合には、まず、図１１（１）に示すように、光透過性基板１３を、２つのスタンパ１１，１４の間に紫外線硬化性樹脂１２を介して挟み込んで加圧する。次に、図１１（２）に示すように、紫外線光を照射して紫外線硬化性樹脂１２を硬化させる。紫外線硬化性樹脂１２が硬化した後は、図１１（３）に示すように、光透過性基板１３および紫外線硬化性樹脂１２からスタンパ１１，１４を剥離する。これによって光透過性基板１３の両表面部に、スタンパ１１の微細なパターン１１ａと、スタンパ１４の微細なパターン１４ａとが転写された、微細なパターン１２ａを有する樹脂層１２ｂを形成することができる。その後、光透過性基板１３の両表面部に反射防止膜を蒸着し、必要な形状に分断することによって、複数のホログラム素子を作製する。
【００１２】
前述の２Ｐ法を利用したホログラム素子の製造方法によれば、光透過性基板１３およびスタンパ１１，１４として、共に光透過性の材料から成るものを用いることによって、光透過性基板１３の両表面部に、互いに位置決めされた微細な回折パターン１２ａを同時に形成することができる。これによってホログラム素子の製造効率を向上させることができ、さらに１つのホログラム素子の一方表面に、たとえばトラッキングビ−ム生成機能を持たせ、他方表面に光分岐機能および誤差信号生成機能を持たせて高集積化を図ることができるという利点を有する。
【００１３】
前述の２Ｐ法を利用したホログラム素子の製造方法では、歩留まりの向上および製造コストの低減を図るために、良好でかつ微細な回折パターンを有するスタンパを作製する必要がある。このようなスタンパは、たとえば図１２に示す手順に従って製造される。まず、図１２（１）に示す洗浄工程において、石英基板２１を洗浄した後に、図１２（２）に示すレジスト塗布工程において、洗浄された石英基板２１の一表面部にフォトレジストなどの感光性材料を塗布して、感光性材料膜２２を形成する。次に、図１２（３）に示すフォトリソグラフィ工程において、微細な回折パターンが形成されたフォトマスク（図示せず）を石英基板２１上に位置決めして密着させて設けた後に、それを露光し、感光された感光性材料膜２２を現像して除去することによって、石英基板２１の一表面部に、感光性材料膜２２から成る微細な回折パターン２２ａを形成する。
【００１４】
次に、図１２（４）に示すエッチング工程において、ＲＩＥ法によって感光性材料膜２２から成る回折パターン２２ａをマスクとして、石英基板２１の一表面部を所定の深さにエッチングする。次に、石英基板２１上に残留している感光性材料膜２２から成る回折パターン２２ａを酸素ガス雰囲気中で灰化除去（アッシング）またはレジストリムーバによって除去し、仕上げの洗浄を行うことによって、図１２（５）に示すように、石英基板２１の一表面部に、良好でかつ微細な回折パターン２１ａが形成されたスタンパを作製することができる。
【００１５】
フォトリソグラフィ法などの半導体装置の製造方法を用いたホログラム素子の製造方法は、たとえば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のホログラム素子は、ホログラムの各領域にフォトリソグラフィ法によって回折格子を形成するときに、各領域の回折格子の１次回折効率を測定して、各回折格子のデューティー比を算出し、このデューティー比に基づいて露光量を決定し、１次回折効率比および露光量が所定の値になるように製造される。
【００１６】
また、光ピックアップ装置における光利用効率を向上させるために、前述のようにして製造されるホログラム素子の他に、液晶を用いた回折素子が提案されている。液晶を用いた回折素子は、たとえば特許文献２および特許文献３に記載されている。特許文献２に記載の光ヘッド装置では、２つの透明基板の内面上に透明電極をそれぞれ形成し、２つの透明基板の間に液晶層を封入し、一方の透明電極をホログラムパターンの形状に形成する。透明電極の存在しない場所では予め設定された基板面を含む方向に液晶が配向し、透明電極の存在する場所では、２つの透明電極の間に印加された電圧に基づいて基板面と垂直に液晶が配向することにより、液晶の屈折率異方性に基づいて屈折率が分布し、液晶ホログラムとして機能する。
【００１７】
特許文献３に記載の光ヘッドは、透明基板と、ホログラムパターンを反映する凹凸形状の透明基板との間に液晶層を封入し、液晶層に電界を印加することによって回折効率を変化させるように構成される。
【００１８】
【特許文献１】特開２００２−２５８７２５号公報
【特許文献２】特開平５−１０９１１１号公報
【特許文献３】特開平８−２７８４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従来の技術のホログラム素子は、ＣＤ（Compact Disk）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact
Disk-Read Only Memory）、ＭＤ（Mini Disk）およびＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの多機種の記録媒体に対して、使用者からの要求に対応するホログラムレーザユニットの仕様に基づいて、前述のホログラム素子の製造方法によって製造される。要求されるホログラムレーザユニットの仕様を満足するためには、ホログラム素子の仕様を厳しく管理する必要があり、具体的には、ホログラム素子における回折効率の上限値および下限値、さらには平均値を管理する必要がある。ここで回折効率とは、回折光に対する入射光の比である。
【００２０】
ホログラム素子に形成されるホログラムパターンは、記録媒体で反射された光を受光素子の予め定める受光領域の方向へ回折させるために、２つまたは３つの領域に分割されており、それぞれの領域毎に回折効率などを管理する必要がある。ＣＤに記録される情報の読取りには、２つの領域に分割された２分割ホログラムパターンが形成されるホログラム素子が用いられ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disk-Recordable）およびＤＶＤに記録される情報の読取りには、３つの領域に分割された３分割ホログラムパターンが形成されるホログラム素子が用いられる。ホログラム素子の回折効率は、ホログラムパターンの溝の幅、ピッチおよび深さなどの形状によって決定される。前記の２分割および３分割ホログラムパターンの各領域における溝のピッチは２μｍ前後であり、各領域における溝のピッチを異ならせることによって、それぞれの領域で回折された光を受光素子の予め定める受光領域に入射させるようにしている。
【００２１】
ホログラムレーザユニットの仕様を満足する回折効率を得るためには、加工精度を高くしてホログラムパターンを形成する必要があるけれども、従来の技術のホログラム素子の製造方法では、マスクとして用いられる前記感光性材料膜から成る回折パターンの開口幅および基板表面部に形成されるホログラムパターンの溝の幅、ならびにホログラムパターンの溝の深さなどの加工精度を高く設定するにつれて、ホログラムパターンの形成が困難になる。したがって、各領域間におけるピッチの差を所定範囲内に抑えてホログラムパターンを形成することができない場合がある。換言すると、ホログラムパターンの各領域間におけるピッチの差が所定範囲を越える場合がある。
【００２２】
このようにホログラムパターンの各領域間におけるピッチの差が所定範囲を超えてしまうと、各領域間における回折効率の差が大きくなり、要求されるホログラムレーザユニットの仕様を満足することができなくなる。そこで従来の技術では、高精度の縮小投影露光装置（ステッパ：stepper）を用いるなどして、前述の問題点を解消するようにしているけれども、装置の設備コストが大幅に増大し、かつホログラム素子の製造コストが増大するという問題がある。
【００２３】
またホログラム素子は、製造後に特性検査と称される検査工程において、光学的な特性を検査し、不良のホログラム素子を除去している。たとえば、ＣＤ−Ｒの情報の読取りおよび情報の記録に用いられるホログラム素子の種類によっては、通常、各領域間における回折光の変動が１０％以内となるような加工精度でホログラムパターンを作製しているところを、変動が２％以内となるように、さらに高い加工精度でホログラムパターンを作製することを要求される場合がある。このような場合には、不良となるホログラム素子の数量が増大し、特性検査における歩留まりが著しく低下するので、ホログラム素子の製造コストが増大するという問題がある。
【００２４】
本発明の目的は、比較的容易かつ安価に製造することができるホログラム素子およびその製造方法ならびにホログラム素子を備えるホログラムレーザユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、回折パターンが形成される基板と、
基板の表面部に設けられ、前記回折パターンの領域に応じた透過率を調整する液晶パネルとを有することを特徴とするホログラム素子である。
【００２６】
本発明に従えば、基板には、回折パターンが形成される。回折パターンは、入射光を予め定める方向、具体的には受光素子の方向へ回折させる。基板の表面部には、回折パターンの領域に応じた透過率を調整する液晶パネルが設けられる。基板の表面部に設けられる液晶パネルによって、回折パターンの領域に応じた透過率を調整することができる。換言すると、液晶パネルは、回折パターンの領域に応じて、回折パターンが形成される基板から出射した光を透過および遮断することによって、透過率を調整することができる。したがって前記従来の技術に比べて、回折パターンの溝の幅、ピッチおよび深さなどの加工精度を高く設定して回折パターンを形成しなくても、液晶パネルによって回折パターンの領域に応じた透過率になるように容易に調整することができる。これによって要求される仕様を満足するホログラム素子の光学特性、たとえば回折効率を確実かつ容易に得ることができる。
【００２７】
また本発明は、前記液晶パネルは、この液晶パネルに印加される電圧が制御されることによって、前記透過率を調整することを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、液晶パネルは、この液晶パネルに印加される電圧が制御されることによって、基板に形成される回折パターンの領域に応じた透過率を調整する。したがって液晶パネルに印加する電圧を変化させることによって、容易に回折パターンの領域に応じた透過率に調整することができる。
【００２９】
また本発明は、前記基板の表面部のうち、回折パターンの領域を除く部分に溝部が形成され、この溝部に、前記液晶パネルを接着するための接着部材が配設されることを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、基板の表面部のうち、回折パターンの領域を除く部分に溝部が形成される。基板の表面部に形成される溝部には、液晶パネルを接着するための接着部材が配設される。基板の表面部に形成される溝部に接着部材を配設した後、液晶パネルを基板の表面部に接着させる。このように、接着部材は前記溝部に配設されるので、基板の表面部に接着部材を配設して、液晶パネルを基板の表面部に接着させる場合のように、基板と液晶パネルとの間に隙間が発生することを防ぐことができる。これによって基板から出射した光が、空気層とみなすことができる前記隙間に入射して屈折率が変化したり、隙間に存在する空中浮遊物などによって散乱されたりする不具合の発生を防ぎ、光記録媒体に集光されるべき光が、光の屈折などによって集光されないために発生する光量損失を未然に防ぐことができる。
【００３１】
また本発明は、前記回折パターンは、少なくとも２つ以上の領域に分割され、
前記液晶パネルは、各領域に応じた透過率を調整することを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、基板の表面部に設けられる回折パターンは、少なくとも２つ以上の領域に分割される。液晶パネルによって、回折パターンの各領域に応じた透過率を調整する。換言すると、液晶パネルは、回折パターンの各領域に応じて、回折パターンが形成される基板から出射した光を、容易に透過および遮断させることができる。したがって、前記従来の技術のように、加工精度を高く設定して回折パターンを形成しなくても、液晶パネルに印加する電圧を変化させて各領域に応じた透過率になるように容易に調整することができ、要求される仕様を満足するホログラム素子の光学特性、たとえば回折効率を確実かつ容易に得ることができる。
【００３３】
また本発明は、基板の表面部に、感光性材料を塗布して露光することによって回折パターン用マスク部を形成し、この基板の表面部のうち回折パターン用マスク部を除く部分に溝部用マスク部を形成するフォトリソグラフィ工程と、
マスク形成工程で形成される回折パターン用マスク部および溝部用マスク部に基づいて基板の表面部をエッチングし、この基板の表面部に回折パターンおよび溝部を形成するエッチング工程と、
前記溝部に接着部材を介して液晶パネルを接合する接合工程とを含むことを特徴とするホログラム素子の製造方法である。
【００３４】
本発明に従えば、基板の表面部に、感光性材料を塗布して露光することによって回折パターン用マスク部を形成し、この基板の表面部のうち回折パターン用マスク部を除く部分に溝部用マスク部を形成する。このようにして形成される回折パターン用マスク部および溝部用マスク部に基づいて基板の表面部をエッチングし、この基板の表面部に回折パターンおよび溝部を形成する。そして、基板の表面部に形成される溝部に接着部材を介して液晶パネルを接合する。たとえば、基板の表面部に接着部材を介して接合される液晶パネルに印加する電圧を変化させるなどして、回折パターンの領域に応じた透過率になるように容易に調整することができる。
【００３５】
したがって前記従来の技術のように、回折パターンの各領域間におけるピッチの差が所定範囲を超えないように、高精度の縮小投影露光装置を用いて回折パターンを形成する必要がない。これによって装置の設備コストの低減化を図ることができ、ホログラム素子の製造コストを低減することができる。また従来の技術のように、光記録媒体の種類に応じて、加工精度を高く設定して回折パターンを形成する必要がないので、特性検査におけるホログラム素子の歩留まりの低下を抑制することができ、ホログラム素子の製造コストを低減することができる。これによって、ホログラム素子の生産性を向上することができる。
【００３６】
また本発明は、基板と、表面部に回折パターンが形成され、この表面部のうち回折パターンを除く部分に溝部が形成される原盤との間に樹脂を介在させて加圧および成形をし、この原盤の回折パターンおよび溝部が転写されて成る樹脂層を基板の表面部に配設するパターン転写工程と、
前記基板の表面部に配設される溝部に接着部材を介して液晶パネルを接合する接合工程とを含むことを特徴とするホログラム素子の製造方法である。
【００３７】
本発明に従えば、基板と、表面部に回折パターンが形成され、この表面部のうち回折パターンを除く部分に溝部が形成される原盤との間に樹脂を介在させて加圧および成形をし、この原盤の回折パターンおよび溝部が転写されて成る樹脂層を基板の表面部に配設する。そして、基板の表面部に配設される溝部に接着部材を介して液晶パネルを接合する。たとえば、基板の表面部に接着部材を介して接合される液晶パネルに印加する電圧を変化させるなどして、回折パターンの領域に応じた透過率になるように容易に調整することができる。
【００３８】
したがって前記従来の技術のように、回折パターンの各領域間におけるピッチの差が所定範囲を超えないように、高精度の縮小投影露光装置を用いて回折パターンを形成する必要がない。これによって装置の設備コストの低減化を図ることができ、ホログラム素子の製造コストを低減することができる。また従来の技術のように、光記録媒体の種類に応じて、加工精度を高く設定して回折パターンを形成する必要がないので、特性検査におけるホログラム素子の歩留まりの低下を抑制することができ、ホログラム素子の製造コストを低減することができる。これによって、ホログラム素子の生産性を向上することができる。
【００３９】
また本発明は、前記基板には、複数のホログラム素子が形成されており、この基板をホログラム素子単位で分断する分断工程を含むことを特徴とする。
【００４０】
本発明に従えば、基板には複数のホログラム素子が形成され、分断工程において、前記基板をホログラム素子単位で分断する。これによって、前述のように歩留まりの低下を抑制し、かつ製造コストの低減化を図ることができるホログラム素子を量産することができる。
【００４１】
また本発明は、光ビームを発する光源と、
光源から発せられ、光記録媒体で反射された光ビームを受光する受光素子と、
前記ホログラム素子とを含むことを特徴とするホログラムレーザユニットである。
【００４２】
本発明に従えば、光源と、受光素子と、ホログラム素子とを含んでホログラムレーザユニットを構成する。ホログラム素子として、前記のホログラム素子を用いることによって、ホログラムレーザユニットの製造コストの低減化を図ることができ、ホログラムレーザユニットの生産性を向上することができる。また、領域に応じて透過率が調整された回折パターンを透過し、光記録媒体で反射された光ビームを受光素子で受光して、たとえばＣＤおよびＤＶＤの情報の読取り、ならびにＣＤおよびＤＶＤへの情報の記録を行うために必要な信号を容易に検出することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、基板の表面部に設けられる液晶パネルによって、回折パターンの領域に応じて、回折パターンが形成される基板から出射した光を透過および遮断することによって、透過率を調整することができる。したがって前記従来の技術に比べて、回折パターンの溝の幅、ピッチおよび深さなどの加工精度を高く設定して回折パターンを形成しなくても、液晶パネルによって回折パターンの領域に応じた透過率になるように容易に調整することができる。これによって要求される仕様を満足するホログラム素子の光学特性、たとえば回折効率を確実かつ容易に得ることができる。
【００４４】
また本発明によれば、液晶パネルに印加する電圧を変化させることによって、容易に回折パターンの領域に応じた透過率に調整することができる。
【００４５】
また本発明によれば、基板の表面部に接着部材を配設して、液晶パネルを基板の表面部に接着させる場合のように、基板と液晶パネルとの間に隙間が発生することを防ぐことができる。これによって基板から出射した光が、空気層とみなすことができる前記隙間に入射して屈折率が変化したり、隙間に存在する空中浮遊物などによって散乱されたりする不具合の発生を防ぎ、光記録媒体に集光されるべき光が、光の屈折などによって集光されないために発生する光量損失を未然に防ぐことができる。
【００４６】
また本発明によれば、従来の技術のように、加工精度を高く設定して回折パターンを形成しなくても、液晶パネルに印加する電圧を変化させて各領域に応じた透過率になるように容易に調整することができ、要求される仕様を満足するホログラム素子の光学特性、たとえば回折効率を確実かつ容易に得ることができる。
【００４７】
また本発明によれば、従来の技術のように、回折パターンの各領域間におけるピッチの差が所定範囲を超えないように、高精度の縮小投影露光装置を用いて回折パターンを形成する必要がない。これによって装置の設備コストの低減化を図ることができ、ホログラム素子の製造コストを低減することができる。また従来の技術のように、光記録媒体の種類に応じて、加工精度を高く設定して回折パターンを形成する必要がないので、特性検査におけるホログラム素子の歩留まりの低下を抑制することができ、ホログラム素子の製造コストを低減することができる。これによって、ホログラム素子の生産性を向上することができる。
【００４８】
また本発明によれば、歩留まりの低下を抑制し、かつ製造コストの低減化を図ることができるホログラム素子を量産することができる。
【００４９】
また本発明によれば、ホログラムレーザユニットの製造コストの低減化を図ることができ、ホログラムレーザユニットの生産性を向上することができる。また、領域に応じて透過率が調整された回折パターンを透過し、光記録媒体で反射された光ビームを受光素子で受光して、たとえばＣＤおよびＤＶＤの情報の読取り、ならびにＣＤおよびＤＶＤへの情報の記録を行うために必要な信号を容易に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
図１は、本発明の第１の実施の形態であるホログラム素子の製造方法によって製造されるホログラム素子３０の構成を簡略化して示す図である。図１（１）は、ホログラム素子３０の構成を示す平面図であり、図１（２）はホログラム素子３０の構成を示す側面図であり、図１（３）はホログラム素子３０の構成を示す下面図である。図２は、図１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。
【００５１】
ホログラム素子３０は、基板３１、反射防止膜３２および液晶パネル８０を含む。基板３１は、石英ガラスによって実現される。基板３１の長手方向の長さ寸法Ｗ１は、３．２ｍｍであり、基板３１の幅方向の長さ寸法Ｗ２は２．８ｍｍであり、基板３１の厚み方向の長さ寸法Ｗ３は２ｍｍである。
【００５２】
基板３１の厚み方向一表面部の中央部には、入射光を回折させる回折パターンであるホログラムパターン３３が形成される。ホログラムパターン３３は、円形状であって、第１パターン領域α、第２パターン領域βおよび第３パターン領域γを有する。第１パターン領域αは、第１分割線Ｌ１によって分割される２つの半円形状の領域のうち一方の領域である。第２パターン領域βは、前記２つの半円形状の領域のうち他方の半円形状の領域を、前記第１分割線Ｌ１に垂直な第２分割線Ｌ２によって分割される２つの１／４円形状の領域のうち一方の領域である。第３パターン領域γは、前記２つの１／４円形状の領域のうち他方の領域である。
【００５３】
基板３１の厚み方向他表面部の中央部には、入射光を回折させる回折パターンであるグレーティングパターン３４が形成される。ホログラムパターン３３およびグレーティングパターン３４は、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；略称：ＲＩＥ）法によるエッチングによって形成される。本発明の回折パターンは、ホログラムパターン３３およびグレーティングパターン３４などのように、入射光を回折させるための立体形状を含むものとする。
【００５４】
基板３１の厚み方向一表面部のうち、ホログラムパターン３３の領域を除く部分に、個々のホログラム素子３０に分断するときの目印となるカッティングマーク３５が形成される。さらに述べると、カッティングマーク３５は、基板３１の厚み方向一表面部の隅角部に４つ形成される。カッティングマーク３５は、前記ホログラムパターン３３を形成するときのエッチング工程によって同時に形成される。図１では、ホログラム素子３０を１つだけ示しているが、基板３１上には複数のホログラム素子３０が一括して形成されている。後述するホログラム素子の製造工程の１つであるダイシング工程において、隣接する２つのカッティングマーク３５の間から分断して、各ホログラム素子３０を得ることができる。
【００５５】
また、基板３１の厚み方向一表面部のうち、ホログラムパターン３３の領域を除く部分には、認識マーク３６および検査パターン３７が設けられる。認識マーク３６は、後述する半導体レーザユニット６１にホログラム素子３０を搭載するときの位置決めをするために用いられる。検査パターン３７は、ホログラムパターン３３の形状を検査するために用いられる。本実施の形態において、認識マーク３６は、基板３１の長手方向中央部かつ幅方向一端部、基板３１の長手方向中央部かつ幅方向他端部、基板３１の長手方向一端部かつ幅方向中央部および基板３１の長手方向他端部かつ幅方向中央部の４箇所に設けられる。検査パターン３７は、基板３１の長手方向他端部かつ幅方向両端部の２箇所に設けられる。
【００５６】
さらに、基板３１の厚み方向一表面部のうち、ホログラムパターン３３の領域、認識マーク３６および検査パターン３７が設けられる部分を除く部分に溝部３８が形成される。さらに述べると、溝部３８は、前記カッティングマーク３５と同じ位置、つまり基板３１の厚み方向一表面部の隅角部に４つ形成される。溝部３８には、液晶パネル８０を接着するための接着部材３９が配設される。接着部材３９としては、たとえば株式会社スリーボンド製の紫外線硬化性樹脂（商品名：３０３０Ｂ）を用いる。溝部３８の長手方向および幅方向の長さ寸法は、それぞれ０.５ｍｍ以上１ｍｍ未満である。溝部３８の領域が、前記のような長さ寸法によって構成されると、ホログラムパターン３３、認識マーク３６および検査パターン３７の各領域と重なることなく、溝部３８に接着部材３９を介して液晶パネル８０を接着することができる。接着部材３９は、前記の紫外線硬化性樹脂に限定される必要はなく、たとえば熱硬化性樹脂および嫌気性樹脂であってもよい。
【００５７】
溝部３８は、図２に示すように、予め基板３１の厚み方向一表面部にエッチングなどの処理によって、カッティングマーク３５として設けられる。この溝部３８には、接着部材３９が配設される。また認識マーク３６も、予め基板３１の厚み方向一表面部に、エッチングなどの処理によって設けられる。本実施の形態では、カッティングマーク３５として設けられる溝部と、接着部材３９が配設される溝部３８とは同一であるけれども、本発明の他の実施の形態では、接着部材３９が配設される溝部３８を、カッティングマーク３５として設けられる溝部とは個別に設けるようにしてもよい。
【００５８】
ホログラムパターン３３、カッティングマーク３５、認識マーク３６および検査パターン３７が形成された基板３１の厚み方向一表面部、およびグレーティングパターン３４が形成された基板３１の厚み方向他表面部には、反射防止膜３２が蒸着される。
【００５９】
図３は、ホログラム素子３０の製造工程を示す断面図である。本実施の形態では、半導体装置の製造方法を利用するホログラム素子の製造方法について説明する。図３（１）に示すように、まず洗浄工程において、直径寸法が１２５ｍｍの石英ガラス基板（以下、単に「基板」と表記する場合がある）３１を洗浄し、図３（２）に示すレジスト塗布工程において、洗浄された基板３１の一表面部にフォトレジストなどの感光性材料を、たとえばスピンコート法によって塗布して、感光性材料膜４１を形成する。
【００６０】
次に、回折パターンであるホログラムパターン３３を形成するために、図３（３）に示す露光工程において、感光性材料膜４１の厚み方向一表面部に、形成すべきホログラムパターンと同様のパターンが形成されたフォトマスク（図示せず）を密着させて設け、フォトマスクの上部から紫外線光を照射することによって感光性材料膜４１を感光させて、感光性材料膜４１の厚み方向一表面部に潜像パターンを形成する。さらに、図３（４）に示す現像工程において、感光性材料膜４１の厚み方向一表面部に形成される潜像パターンにアルカリ性の現像液を塗布することによって、回折パターン用マスク部４２を形成する。
【００６１】
次に、図３（５）に示すエッチング工程において、前記の露光工程および現像工程を含むフォトリソグラフィ工程において形成される回折パターン用マスク部４２を用いて、反応性イオンエッチング装置によるドライエッチングを行う。具体的には、四フッ化炭素（ＣＦ４）および三フッ化メタン（ＣＨＦ３）などのガス雰囲気中で、回折パターン用マスク部４２を用いて、基板３１をエッチングして、基板３１の一表面部に回折パターンを形成する。このとき、回折パターン用マスク部４２も同時にエッチングされるが、基板３１の加工レートと回折パターン用マスク部４２の加工レートとの関係を予め把握しておき、基板３１に所定の深さのパターンが形成された後でも回折パターン用マスク部４２が基板３１の厚み方向一表面部に残留するように、現像工程で回折パターン用マスク部４２を形成する。
【００６２】
次に、図３（６）に示すレジスト除去工程において、基板３１の厚み方向一表面部に残留している回折パターン用マスク部４２を、溶剤によって除去するか、または酸素ガス雰囲気中で灰化除去（アッシング）し、図３（７）に示す洗浄工程において、基板３１を洗浄することによって、基板３１の厚み方向一表面部に、回折パターンであるホログラムパターン３３が形成される。
【００６３】
前述の図３（３）に示す露光工程において、予めフォトマスクに溝部３８のパターンを形成しておき、このフォトマスクを用いて露光および現像をすることによって、感光性材料膜４１の厚み方向一表面部に、溝部３８のパターンを有する溝部用マスク部が形成される。そして、図３（５）に示すエッチング工程において、前記溝部用マスク部を用いて、ドライエッチングなどを行うことによって、基板３１の厚み方向一表面部に溝部３８が形成される。
【００６４】
基板３１の厚み方向他表面部に、グレーティングパターン３４を形成する場合は、前述の図３（２）に示すレジスト塗布工程において、基板３１の厚み方向他表面部に、フォトレジストなどの感光性材料を塗布して、感光性材料膜４１を形成する。その後、図３（３）に示す露光工程、図３（４）に示す現像工程、図３（５）に示すエッチング工程、図３（６）に示すレジスト除去工程および図３（７）に示す洗浄工程を経ることによって、基板３１の厚み方向他表面部に、回折パターンであるグレーティングパターン３４が形成される。
【００６５】
前述のようにして、基板３１の厚み方向一表面部にホログラムパターン３３を形成し、基板３１の厚み方向他表面部にグレーティングパターン３４を形成した後は、後述する反射防止膜コーティング工程、特性検査工程、外観検査工程、接着部材注入工程、液晶パネル接合工程、ダイシング工程および最終外観検査工程を経ることによって、ホログラム素子３０が作製される。
【００６６】
反射防止膜コーティング工程では、基板３１の厚み方向一表面部および他表面部に、反射防止膜３２を蒸着する。特性検査工程では、ホログラムパターン３３の光学的な特性を検査し、不良のホログラム素子３０を除去する。外観検査工程では、ホログラム素子３０の外観を検査する。接着部材注入工程では、基板３１の厚み方向一表面部に形成される溝部３８に、接着部材３９を注入する。液晶パネル接合工程では、基板３１の表面部に配設される溝部３８に接着部材３９を介して液晶パネル８０を接合する。ダイシング工程では、複数のホログラム素子が形成される基板３１をホログラム素子単位で分断する。最終外観検査工程では、分断されて作製されたホログラム素子３０の外観を検査する。
【００６７】
本実施の形態において、フォトリソグラフィ工程は、図３（３）の露光工程および図３（４）の現像工程に相当する。エッチング工程は、図３（５）のエッチング工程に相当する。接合工程は、図示しない液晶パネル接合工程に相当する。分断工程は、図示しないダイシング工程に相当する。
【００６８】
図４は、ホログラムパターンの透過率の調整に関する処理を説明するためのフローチャートである。図５は、印加電圧と透過率との関係を示すグラフである。図５において、グラフの横軸は印加電圧を表し、グラフの縦軸は透過率を表す。図４に示すステップａ１の特性検査工程では、基板３１の厚み方向一表面部に形成されるホログラムパターン３３の光学的な特性を検査する。具体的には、ホログラムパターン３３の各パターン領域における回折効率を測定し、所望する回折効率であるか否かを検査する。
【００６９】
ステップａ１の特性検査において、第２パターン領域βにおける１次回折効率がη１ｂであり、第３パターン領域γにおける１次回折効率が、第２パターン領域βにおける１次回折効率η１ｂとは異なるη１ｃである場合、ステップａ２の液晶パネル電圧制御工程において、液晶パネル８０に印加する電圧を調整する。さらに述べると、第２パターン領域βにおける透過率と、第３パターン領域γに対する透過率とが等しくなるように、第２パターン領域βに対応する液晶パネル８０の画素に印加する電圧と、第３パターン領域γに対応する液晶パネル８０の画素に印加する電圧とをそれぞれ調整する。液晶パネル８０の画素に印加する電圧の制御は、たとえば液晶パネル８０と電気的に接続されるマイクロコンピュータの中央演算処理装置（Central Processing Unit；略称：ＣＰＵ）によって実行される。
【００７０】
図５の「●」でプロットされて示される曲線は、液晶パネル８０に印加する電圧と、１次回折効率がη１ｂである前記ホログラムパターン３３の第２パターン領域βにおける透過率との関係を示す。図５の「■」でプロットされて示される曲線は、液晶パネル８０に印加する電圧と、１次回折効率がη１ｃである前記ホログラムパターン３３の第３パターン領域γにおける透過率との関係を示す。印加電圧と、第２パターン領域βにおける透過率との関係、および印加電圧と、第３パターン領域γにおける透過率との関係は、いずれも印加電圧を高くするにつれて透過率が小さくなる傾向にある。
【００７１】
電圧調整前および電圧調整後の第２パターン領域βに対応する液晶パネル８０の画素に対する印加電圧をそれぞれＶｂ，Ｖｂ’とし、電圧調整前および電圧調整後の第３パターン領域γに対応する液晶パネル８０の画素に対する印加電圧をそれぞれＶｃ，Ｖｃ’とする。図５に示すように、電圧を印加する前、換言すると印加電圧Ｖｂが０ボルトである場合の第２パターン領域βにおける透過率は２０％である。また、電圧を印加する前、換言すると印加電圧Ｖｃが０ボルトである場合の第３パターン領域γにおける透過率は１６％である。
【００７２】
そこで本実施の形態では、第２パターン領域βにおける透過率と、第３パターン領域γに対する透過率とが等しくなるように、図５に示すグラフに従って印加電圧を調整する。具体的には、第２パターン領域βに対応する液晶パネル８０の画素に対する印加電圧Ｖｂ’を０．５ボルトにし、第３パターン領域γに対応する液晶パネル８０の画素に対する印加電圧Ｖｃ’を０．３ボルトにする。このように液晶パネル８０に印加する電圧を調整をすることによって、ステップａ３の透過率調整工程において、第２パターン領域βにおける透過率と、第３パターン領域γにおける透過率とを調整して共に等しい透過率、本実施の形態では１５％にすることができる。
【００７３】
また第２パターン領域βにおける透過率と、第３パターン領域γにおける透過率とを等しくすることによって、第２パターン領域βにおける１次回折効率η１ｂと、第３パターン領域γにおける１次回折効率η１ｃとの比であるη１ｂ／η１ｃを、たとえば１±０．０２に制御することが可能になる。換言すると、第２パターン領域βにおける１次回折効率η１ｂと、第３パターン領域γにおける１次回折効率η１ｃとをほぼ等しくすることができる。このように第２パターン領域βにおける１次回折効率η１ｂと、第３パターン領域γにおける１次回折効率η１ｃとが等しいホログラムパターン３３を有するホログラム素子３０を、後述するホログラムレーザユニット６０に備えることによって、ホログラムレーザユニット６０に含まれる受光素子による信号検出を高精度で行うことができる。
【００７４】
前述のように本実施の形態によれば、基板３１の厚み方向一表面部には、ホログラムパターン３３が形成される。ホログラムパターン３３は、入射光を予め定める方向、具体的には受光素子の方向へ回折させる。基板３１の厚み方向一表面部のうち、ホログラムパターン３３の領域を除く部分には、ホログラムパターン３３の領域に応じた透過率を調整する液晶パネル８０が設けられる。基板３１の厚み方向一表面部に設けられる液晶パネル８０によって、ホログラムパターン３３の領域に応じた透過率を調整することができる。換言すると、液晶パネル８０は、ホログラムパターン３３の領域に応じて、ホログラムパターン３３が形成される基板３１の厚み方向一表面部から出射した光を透過および遮断することによって、透過率を調整することができる。したがって前記従来の技術に比べて、ホログラムパターン３３の溝の幅、ピッチおよび深さなどの加工精度を高く設定してホログラムパターン３３を形成しなくても、液晶パネル８０によってホログラムパターン３３の領域に応じた透過率になるように容易に調整することができる。これによって、要求される仕様を満足するホログラム素子３０の光学特性、たとえば回折効率を確実かつ容易に得ることができる。
【００７５】
また本実施の形態によれば、液晶パネル８０は、この液晶パネル８０に印加される電圧が制御されることによって、基板３１の厚み方向一表面部に形成されるホログラムパターン３３の領域に応じた透過率を調整する。したがって液晶パネル８０に印加する電圧を変化させることによって、容易にホログラムパターン３３の領域に応じた透過率に調整することができる。
【００７６】
また本実施の形態によれば、基板３１の厚み方向一表面部のうち、ホログラムパターン３３の領域を除く部分に溝部３８が形成される。基板３１の一表面部に形成される溝部３８には、液晶パネル８０を接着するための接着部材３９が配設される。基板３１の一表面部に形成される溝部３８に接着部材３９を配設した後、液晶パネル８０を基板３１の一表面部に接着させる。したがって、基板３１の一表面部に接着部材３９を配設して、液晶パネル８０を基板３１の一表面部に接着させる場合のように、基板３１と液晶パネル８０との間に隙間が発生することを防ぐことができる。これによって基板３１から出射した光が、空気層とみなすことができる前記隙間に入射して屈折率が変化したり、隙間に存在する空中浮遊物などによって散乱されたりしてしまうことを防ぎ、ＣＤおよびＤＶＤなどの光記録媒体に集光されるべき光が、光の屈折などによって集光されないために発生する光量損失を未然に防ぐことができる。
【００７７】
また本実施の形態によれば、基板３１の厚み方向一表面部に設けられるホログラムパターン３３は、少なくとも２つ以上のパターン領域、本実施の形態では３つのパターン領域に分割される。液晶パネル８０によって、ホログラムパターン３３の第１〜第３パターン領域α，β，γに応じた透過率を調整する。換言すると、液晶パネル８０は、ホログラムパターン３３の第１〜第３パターン領域α，β，γに応じて、ホログラムパターン３３が形成される基板３１の厚み方向一表面部から出射した光を、容易に透過および遮断させることができる。したがって、前記従来の技術のように、加工精度を高く設定して、ホログラムパターン３３を形成しなくても、液晶パネル８０に印加する電圧を変化させて各パターン領域に応じた透過率になるように調整することによって、要求される仕様を満足するホログラム素子３０の光学特性、たとえば回折効率を確実かつ容易に得ることができる。
【００７８】
また本実施の形態によれば、基板３１の表面部に、フォトレジストなどの感光性材料を塗布して露光することによって回折パターン用マスク部４２を形成し、この基板３１の表面部のうち、回折パターン用マスク部４２を除く部分に溝部用マスク部を形成する。このようにして形成される回折パターン用マスク部４２および溝部用マスク部に基づいて基板３１の表面部をエッチングし、この基板３１の表面部にホログラムパターン３３および溝部３８を形成する。そして、基板３１の表面部に形成される溝部３８に接着部材３９を介して液晶パネル８０を接合する。たとえば、基板３１の表面部に接着部材３９を介して接合される液晶パネル８０に印加する電圧を変化させるなどして、ホログラムパターン３３の各パターン領域に応じた透過率になるように容易に調整することができる。
【００７９】
したがって前記従来の技術のように、ホログラムパターン３３の各パターン領域間におけるピッチの差が所定範囲を超えないように、高精度の縮小投影露光装置などを用いてホログラムパターン３３を形成する必要がない。これによって装置の設備コストの低減化を図ることができ、ホログラム素子３０の製造コストを低減することができる。また従来の技術のように、ＣＤおよびＤＶＤなどの光記録媒体の種類に応じて、加工精度を高く設定してホログラムパターン３３を形成する必要がないので、特性検査におけるホログラム素子３０の歩留まりの低下を抑制することができ、ホログラム素子３０の製造コストを低減することができる。これによって、ホログラム素子３０の生産性を向上することができる。
【００８０】
また本実施の形態によれば、基板３１には複数のホログラム素子３０が形成され、分断工程において、前記基板３１をホログラム素子単位で分断する。これによって、前述のように歩留まりの低下を抑制し、かつ製造コストの低減化を図ることができるホログラム素子３０を量産することができる。
【００８１】
図６は、本発明の第２の実施の形態であるホログラム素子５０の構成を簡略化して示す断面図である。本実施の形態のホログラム素子５０は、前述の第１の実施の形態のホログラム素子３０と構成が類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、同様の構成部分については同一の参照符を付して説明を省略する。ホログラム素子５０は、基板５１、プライマ層５２、反射防止膜３２および液晶パネル８０を含む。基板５１は、プラスチック材料から成る。
【００８２】
基板５１の厚み方向一表面部および他表面部には、密着性を向上させるためのプライマ層５２が設けられ、このプライマ層５２を介して紫外線硬化性樹脂層５３がそれぞれ設けられる。基板５１の厚み方向一方に設けられる紫外線硬化性樹脂層５３には、ホログラムパターン３３が２Ｐ法によって形成され、基板５１の厚み方向他方に設けられる紫外線硬化性樹脂層５３には、グレーティングパターン３４が２Ｐ法によって形成される。基板５１の厚み方向一方に設けられる紫外線硬化性樹脂層５３の一表面部、および基板５１の厚み方向他方に設けられる紫外線硬化性樹脂層５３の他表面部には、耐候性に優れた反射防止膜３２が設けられる。
【００８３】
本実施の形態において、基板５１には、たとえば住友化学工業株式会社製のアクリル押し出し成形材（商品名：スミペックス；グレード名：Ｅ０１１）を用い、プライマ層５２にはＮ−ビニル−２−ピロリドン溶剤を用い、紫外線硬化性樹脂層５３としては三菱レイヨン株式会社製のＭＰ−１０７（溶液時の粘度が３３０センチポアズ［ｃｐｓ］、換言すれば粘度が３３０ミリパスカル秒［ｍＰａｓ］）を用い、反射防止膜３２としては二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）および二酸化チタン（ＴｉＯ２）の混合層と二酸化珪素（ＳｉＯ２）層との２層構造から成るものを用いる。
【００８４】
基板５１の厚み方向一表面部のうち、ホログラムパターン３３の領域を除く部分には、第１の実施の形態のホログラム素子３０と同様に、カッティングマーク３５、認識マーク３６、検査パターン３７および溝部３８が形成される。
【００８５】
図７は、ホログラム素子５０の製造工程を説明するためのフローチャートである。まず、ステップｂ１の洗浄工程において、長手方向の長さ寸法が１３０ｍｍ、幅方向の長さ寸法が１３０ｍｍおよび厚み方向の長さ寸法が２ｍｍであるプラスチック材料から成る基板５１を、超音波洗浄装置のカセットに１０枚装着し、基板５１をカセットとともに純水に浸漬して、超音波洗浄を２分間行う。これに続いてイソプロピルアルコールに浸漬して超音波洗浄を２分間行った後に、自然乾燥させる。
【００８６】
次に、ステップｂ２の前処理工程において、前記カセットに１０枚装着された基板５１を、カセットとともに、プライマ層５２となるＮ−ビニル−２−ピロリドン溶剤に浸漬し、スピンドライヤ装置によって余分な溶剤を除去する。スピンドライヤ装置は、高速回転による遠心力を利用して迅速に乾燥する装置である。スピンドライヤ装置としては、たとえばバーテック社製リンサードライヤ（ＭＯＤＥＬ：１６００−３）を用いる。このスピンドライヤ装置には、前記溶剤に対して耐溶剤性を有するテフロン（登録商標）製のシールド材を用いて、可燃性を考慮した防爆対策が施されている。スピンドライヤ装置によって前記溶剤を除去した後は、温度が８５度のクリーンベーク炉で１０分間乾燥させて、プライマ層５２を形成する。
【００８７】
次に、ステップｂ３のフォトポリマー（Photo Polymer）成形工程（以下、「２Ｐ法」と表記する場合がある）において、フォトポリマー（略称：２Ｐ）成形装置を用いてプライマ層５２の厚み方向一表面部に紫外線硬化性樹脂層５３を形成する。さらに、基板５１の厚み方向一方に形成される紫外線硬化性樹脂層５３に、微細な回折パターンであるホログラムパターン３３を形成し、基板５１の厚み方向他方に形成される紫外線硬化性樹脂層５３に、微細な回折パターンであるグレーティングパターン３４を形成する。
【００８８】
さらに述べると、２Ｐ成形工程におけるフォトリソグラフィ工程では、原盤（以下、「スタンパ（stamper）」と表記する場合がある）の表面部に、感光性材料を塗布して露光し、回折パターン用マスク部を形成する。さらに、スタンパの表面部のうち、回折パターン用マスク部を除く部分に溝部用マスク部を形成する。また２Ｐ成形工程におけるエッチング工程では、前記回折パターン用マスク部および溝部用マスク部を用いてスタンパをエッチングすることによって、スタンパの表面部に所定の回折パターンおよび溝部を形成する。また、基板５１とスタンパとの間に紫外線硬化性樹脂を介在させて加圧および成形することによって、基板５１の表面部に、スタンパの回折パターンおよび溝部が転写されて成る樹脂層を配設する。これによって、基板５１の厚み方向一表面部および他表面部に、プライマ層５２を介して、ホログラムパターン３３とグレーティングパターン３４とがそれぞれ設けられる紫外線硬化性樹脂層５３が形成される。
【００８９】
次に、ステップｂ４の反射防止膜形成工程において、株式会社シンクロン製の蒸着装置であるＢＭＣ−８５０ＤＣＩを用いて、基板５１の厚み方向一表面部および他表面部に形成される各紫外線硬化性樹脂層５３の表面部に、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）および二酸化チタン（ＴｉＯ２）の混合層と二酸化珪素（ＳｉＯ２）層との２層構造から成る反射防止膜３２を、高周波イオンプレーティング（略称：ＲＦ−ＩＰ）法によって形成する。ここで、ＲＦ−ＩＰ法とは、無機材料を真空加熱により蒸発させ、さらに放電によるプラズマエネルギーによって、有機材料と無機材料との化学的に活発なイオンおよび分子を発生させて、有機材料と無機材料とを複合化させる技術である。
【００９０】
次に、ステップｂ５の液晶パネル接合工程において、基板５１の表面部に配設される溝部に接着部材３９を介して液晶パネル８０を接合する。次に、ステップｂ６の特性検査工程において、基板５１の厚み方向一表面部に形成されるホログラムパターン３３の光学的な特性を検査する。具体的には、ホログラムパターン３３の各パターン領域における回折効率を測定し、所望する回折効率であるか否かを検査する。特性検査を行った結果、たとえばホログラムパターン３３の第２パターン領域βと第３パターン領域γとの回折効率の差が所定範囲外である場合は、液晶パネル８０に印加する電圧を調整することによって、第２パターン領域βおよび第３パターン領域γにおける透過率を等しくすることができ、従って前記第２パターン領域βと第３パターン領域γとの回折効率をほぼ等しくすることができる。
【００９１】
次に、ステップｂ７の分断工程において、株式会社ディスコ製のダイシング装置を用いて、反射防止膜３２が形成された基板５１部分を、ホログラム素子単位で分断することによって、複数のホログラム素子５０が作製される。
【００９２】
前述の製造工程を経て作製されたホログラム素子５０は、ステップｂ８のホログラム素子固定工程において、たとえば株式会社スリーボンド製の紫外線硬化性樹脂（商品名：３０３３Ｂ）を用いて、後述する半導体レーザユニット６１のキャップ部７５に固定される。これによって、ホログラム素子５０は、ホログラムレーザユニット６０の一部品として用いられる。
【００９３】
本実施の形態では、特性検査工程を行う前に液晶パネル接合工程を行うようにしているが、本発明の他の実施の形態では、前述のステップｂ５の液晶パネル接合工程を、ステップｂ８のホログラム素子固定工程の後に行い、その後に特性検査を再度行うことによって、ホログラムパターン３３の透過率を調整するようにしてもよい。
【００９４】
本実施の形態において、パターン転写工程は、ステップｂ３の２Ｐ成形工程に相当する。接合工程は、ステップｂ５の液晶パネル接合工程に相当する。分断工程は、ステップｂ７の分断工程に相当する。
【００９５】
前述のように本実施の形態のホログラム素子５０は、第１の実施の形態のホログラム３０と類似の構成であり、ホログラム素子３０およびホログラム素子５０は、いずれもホログラムパターン３３が形成される基板５１の厚み方向一表面部に設けられる溝部３８に、接着部材３９を介して液晶パネル８０が接合される構成である。したがって本実施の形態でも前述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
また本実施の形態によれば、基板３１と、表面部にホログラムパターンが形成され、この表面部のうちホログラムパターンを除く部分に溝部３８が形成される原盤との間に紫外線硬化性樹脂を介在させて加圧および成形をし、この原盤のホログラムパターンおよび溝部が転写されて成る紫外線硬化性樹脂層５３を、基板３１の表面部に配設する。そして、基板３１の表面部に配設される溝部３８に接着部材３９を介して液晶パネル８０を接合する。たとえば、基板３１の表面部に接着部材３９を介して接合される液晶パネル８０に印加する電圧を変化させるなどして、ホログラムパターン３３の各パターン領域に応じた透過率になるように容易に調整することができる。
【００９７】
したがって前記従来の技術のように、ホログラムパターン３３の各パターン領域間におけるピッチの差が所定範囲を超えないように、高精度の縮小投影露光装置などを用いてホログラムパターン３３を形成する必要がない。これによって装置の設備コストの低減化を図ることができ、ホログラム素子５０の製造コストを低減することができる。また従来の技術のように、ＣＤおよびＤＶＤなどの光記録媒体の種類に応じて、加工精度を高く設定してホログラムパターン３３を形成する必要がないので、特性検査におけるホログラム素子５０の歩留まりの低下を抑制することができ、ホログラム素子５０の製造コストを低減することができる。これによって、ホログラム素子５０の生産性を向上することができる。
【００９８】
図８は、ホログラムレーザユニット６０の構成を簡略化して示す図である。ホログラムレーザユニット６０は、半導体レーザユニット６１およびホログラム素子５０を含んで構成される。図８では、前述の第２の実施の形態のホログラム素子５０が、半導体レーザユニット６１に搭載されて構成されるホログラムレーザユニット６０を示している。
【００９９】
半導体レーザユニット６１は、第１半導体レーザ素子、第２半導体レーザ素子、受光素子７２、ヒートシンク７３、ステム７４、キャップ部７５および電極部７７を含む。以下の説明において、第１半導体レーザ素子および第２半導体レーザ素子をいう場合には、総称して半導体レーザ素子７１という場合がある。第１半導体レーザ素子は、発振波長がたとえば７８０ｎｍの赤外波長のレーザ光を出射し、たとえば、ＣＤ（Compact Disk）の情報記録面に記録された情報の読取りおよびＣＤの情報記録面への情報の記録を行うときに用いられる。第２半導体レーザ素子は、発振波長がたとえば６５０ｎｍの赤色波長のレーザ光を出射し、たとえばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）の情報記録面に記録された情報の読取りを行うときに用いられる。以下の説明において、「レーザ光」を「光ビーム」と表記する場合がある。受光素子７２は、たとえばフォトダイオードによって実現され、入射光を電気信号に変換する。
【０１００】
板状に形成されるステム７４の厚み方向一表面部には、ヒートシンク７３が設けられる。半導体レーザ素子７１は、ヒートシンク７３の表面部であって、ステム７４の厚み方向一表面部に垂直な表面部に配設される。受光素子７２は、ヒートシンク７３の厚み方向一表面部に配設される。キャップ部７５は、ガラス窓７６を有する。キャップ部７５は、半導体レーザ素子７１および受光素子７２と外部との物理的接触を避けるために、半導体レーザ素子７１および受光素子７２を封止する封止部材であり、ステム７４の厚み方向一表面部に装着される。これによって、半導体レーザ素子７１および受光素子７２は、ステム７４およびキャップ部７５によって密封される。電極部７７は、ステム７４の厚み方向他表面部からステム７４の厚み方向他方に突出して設けられ、半導体レーザ素子７１および受光素子７２と電気的に接続されている。
【０１０１】
半導体レーザユニット６１には、紫外線硬化型接着剤７８を介して、ホログラム素子５０が搭載される。光源である半導体レーザ素子７１から発せられる光ビームは、キャップ部７５のガラス窓７６およびホログラム素子５０を透過して、図示しない対物レンズなどによってＣＤおよびＤＶＤなどの光記録媒体の情報記録面に集光される。光記録媒体の情報記録面で反射された光ビームは、ホログラム素子５０のホログラムパターン３３によって回折され、ガラス窓７６を透過して受光素子７２によって受光される。受光素子７２は、受光した光ビームを電気信号に変換することによって、光記録媒体に記録されている情報の検出を行う。
【０１０２】
前述のようにホログラムレーザユニット６０は、半導体レーザ素子７１、受光素子７２およびホログラム素子５０を含んで構成される。ホログラム素子として、前述の第２の実施の形態のホログラム素子５０を用いることによって、ホログラムレーザユニット６０の製造コストの低減化を図ることができ、ホログラムレーザユニット６０の生産性を向上することができる。また、各パターン領域に応じて透過率が調整されたホログラムパターン３３を透過し、光記録媒体で反射された光ビームを受光素子７２で受光して、たとえばＣＤおよびＤＶＤの情報の読取り、ならびにＣＤおよびＤＶＤへの情報の記録を行うために必要な信号を容易に検出することができる。
【０１０３】
前述の各実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば前述の各実施の形態のホログラム素子３０，５０は、ホログラムパターンが形成される基板３１，５１の一表面部に液晶パネル８０が搭載されているけれども、本発明の他の実施の形態のホログラム素子は、液晶パネル８０の厚み方向一表面部に基板３１，５１が搭載されてもよい。
【０１０４】
また前述の実施の形態では、半導体レーザユニット６１に、紫外線硬化型接着剤７８を介して、第２の実施の形態のホログラム素子５０が搭載されて構成されるホログラムレーザユニット６０について説明したが、本発明の他の実施の形態では、半導体レーザユニット６１に、紫外線硬化型接着剤７８を介して、前述の第１の実施の形態のホログラム素子３０を搭載してホログラムレーザユニット６０を構成してもよい。半導体レーザユニット６１にホログラム素子３０を搭載してホログラムレーザユニット６０を構成した場合でも、半導体レーザユニット６１にホログラム素子５０を搭載してホログラムレーザユニット６０を構成した場合と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるホログラム素子の製造方法によって製造されるホログラム素子３０の構成を簡略化して示す図である。
【図２】図１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。
【図３】ホログラム素子３０の製造工程を示す断面図である。
【図４】ホログラムパターンの透過率の調整に関する処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】印加電圧と透過率との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施の形態であるホログラム素子５０の構成を簡略化して示す断面図である。
【図７】ホログラム素子５０の製造工程を説明するためのフローチャートである。
【図８】ホログラムレーザユニット６０の構成を簡略化して示す断面図である。
【図９】従来の技術のホログラム素子の製造工程を示す断面図である。
【図１０】フォトポリマー法による従来の技術のホログラム素子の製造工程を示す断面図である。
【図１１】フォトポリマー法による従来の技術のホログラム素子の製造工程を示す断面図である。
【図１２】従来の技術のスタンパの製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
３０，５０  ホログラム素子
３１，５１  基板
３３  ホログラムパターン
３４  グレーティングパターン
３８  溝部
３９  接着部材
４１  感光性材料膜
４２  回折パターン用マスク部
６０  ホログラムレーザユニット
６１  半導体レーザユニット
７１  半導体レーザ素子
７２  受光素子
【図１】
2006201588.tif 000003
【図２】
2006201588.tif 000004
【図３】
2006201588.tif 000005
【図４】
2006201588.tif 000006
【図５】
2006201588.tif 000007
【図６】
2006201588.tif 000008
【図７】
2006201588.tif 000009
【図８】
2006201588.tif 000010
【図９】
2006201588.tif 000011
【図１０】
2006201588.tif 000012
【図１１】
2006201588.tif 000013
【図１２】
2006201588.tif 000014