(57)【要約】      （修正有）【課題】簡素かつ容易なプロセスにて高分子液晶を使用したグレーティング素子およびその製造方法を提供し、さらに、高温処理を必要とする配向膜によることなく液晶配向を安定化することにより、素子構成の自由度を高める。【解決手段】偏光性回折格子２はあらかじめ所定の凹凸をつけた金型などの溝部に重合性液晶を充填することで、溝表面と液晶の間の分子相互作用により自発的に液晶分子が溝長手方向に沿って整列するため、基板表面に特に配向処理を施すことなく液晶を溝長手方向に配向させた構成とすることができ、この状態で光照射により重合性液晶を硬化させると光学異方性を有する分離素子を安定して作成することができる。形成した高分子液晶格子２は、次いで光硬化性液状樹脂からなる接着層４を介して樹脂シート１上に剥離・転写され、さらにその表面に、あらかじめ所定の凹凸をつけた金型などにより光硬化樹脂からなる非偏光性の回折格子３を形成する。【選択図】図１
2011112831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１枚の樹脂シート上に複数の回折格子が積層されたグレーティング素子であって、前記積層された回折格子のうち少なくとも１層の回折格子は、一軸性高分子液晶からなる偏光性の回折格子であり、かつ、前記積層された回折格子のうち少なくとも１層の回折格子は、光硬化樹脂からなる非偏光性の回折格子であることを特徴とするグレーティング素子。
【請求項２】
前記非偏光性の回折格子は、前記積層された回折格子のうち前記樹脂シートからみて最も遠い側の層の回折格子であることを特徴とする請求項１記載のグレーティング素子。
【請求項３】
前記偏光性の回折格子は、光学的な異方性を有しないアクリル系光硬化樹脂層の表面にポリイミドおよび無機酸化物膜を介さずに直接形成され、かつ、前記偏光性の回折格子を構成する一軸性高分子液晶の異常光屈折率の方向は、回折格子の溝の長手方向と一致することを特徴とする請求項１記載のグレーティング素子。
【請求項４】
前記偏光性の回折格子を構成する一軸性高分子液晶は、重合性を有する官能基を分子中に有するネマティック液晶を主成分とする光重合液晶に紫外線を照射することにより重合したものであり、前記偏光性の回折格子を構成する一軸性高分子液晶重合物の常光線屈折率と、前記非偏光性の回折格子を構成するアクリル系光硬化樹脂硬化物の屈折率の差が０．０２以下であることを特徴とする請求項１記載のグレーティング素子。
【請求項５】
前記樹脂シートの耐熱温度が１８０℃以下であることを特徴とする請求項１記載のグレーティング素子。
【請求項６】
前記樹脂シートは、入射光の偏光状態を変化させる一軸性高分子材料からなる波長位相差板で構成されていることを特徴とする請求項１記載のグレーティング素子。
【請求項７】
前記樹脂シートが、前記樹脂シートより剛性の高い透明基板に固着してあることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のグレーティング素子。
【請求項８】
前記透明基板の両面のうち、樹脂シートを固着する面と反対側の面に、少なくとも一層の回折格子が形成されていることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載のグレーティング素子。
【請求項９】
所定形状の溝を形成した転写用型の溝部分に重合性液晶を充填したのち硬化させて高分子液晶とし、前記高分子液晶を接着層を介して透明平板上に第一の回折格子を転写して形成し、さらに前記第一の回折格子の格子間隙部を等方性媒質で充填するグレーティング素子の製造方法であって、前記等方性媒質に転写用金型にて第二の回折格子を転写して形成し、前記接着層と前記等方性媒質はアクリル系の光硬化樹脂であることを特徴とするグレーティング素子の製造方法。
【請求項１０】
所定形状の溝を形成した樹脂層の溝部分に重合性液晶を充填したのち硬化させ高分子液晶とし、さらに等方性媒質にて格子間隙部を充填するグレーティング素子の製造方法であって、前記等方性媒質に転写用金型にて回折格子構造を転写して形成し、前記所定形状の溝を形成した樹脂層と前記金型にて転写して形成された回折格子がアクリル系の光硬化樹脂で構成されていることを特徴とするグレーティング素子の製造方法。
【請求項１１】
レーザ光を対物レンズにより光情報記録媒体の情報記録面に集光することで情報の記録／再生を行う光ピックアップ装置であって、当該光ピックアップ装置は請求項１乃至８いずれか１項に記載のグレーティング素子を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はグレーティング素子およびその製造方法に関する。また、そのグレーティング素子を備えた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光性回折格子は回折効率に入射偏光方向依存性をもたせる回折光学素子であり、ＤＶＤ初め様々なディスク規格に対応して複雑化する光ピックアップ装置で光学系の小型高機能化に活用されている。例えば特許第３９７８８２１号に開示のように、従来、高分子液晶を使用した偏光性回折格子は、ガラス基板などの高耐熱性透明基板上にポリイミド樹脂を塗布・熱硬化したのちバフ研磨による配向処理を行って液晶配向膜とし、基板表面に重合性液晶材料を塗填、重合性液晶が液晶状態である温度で光露光して所定の位相差を有する平坦膜を形成した後、フォトリソプロセスとドライエッチングにより重合性液晶からなる光学的異方性を有する回折格子を形成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３９７８８２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この方法では形成された配向膜による重合性液晶の配向状態を安定して管理することが難しく、また配向処理、バフ研磨後の洗浄など工程が複雑になり、低コスト化が難しいという問題があった。
【０００５】
また、素子軽量化で最も有効な基板のプラスチック化や、更なる小型高機能化で必要となる波長板、回折格子等の有機機能性光学層との一体化を考える上で、配向膜であるポリイミド焼成に必要な温度が１８０℃以上と、他の有機材料の耐熱温度よりきわめて高いため、素子の構成に大きな制約が加わることも大きな問題点であった。
【０００６】
この課題に対する対策とし、無機酸化物膜の斜め蒸着や、光異方性材料を用いた光配向膜などが提案されているが、これらの手法もいずれもガラス等の無機材料表面への適用を前提としているため、本発明の目的のひとつである有機材料への適用には不十分であった。
【０００７】
本発明は上記の問題を鑑みて、簡素かつ容易なプロセスにて高分子液晶を使用したグレーティング素子およびその製造方法を提供することを目的とする。さらに、高温処理を必要とする配向膜によることなく液晶配向を安定化することにより、素子構成の自由度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、液晶配向層を介さずに、等方性媒質中に一軸性高分子液晶層を、その配向方位が格子長手方向と一致するよう格子状に形成することを特徴とする偏光分離素子を提供する。
【０００９】
さらに、あらかじめ所定寸法に形成した格子溝中に重合性液晶を充填し、そこで重合性液晶を硬化したのち、等方性媒質によって格子間隙部を充填することを特徴とする上記偏光分離素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の分離素子の構成および製造方法を採用することにより、特別な配向膜を使わずに高分子液晶を良好に安定して配向させることができ、さらに膜厚の調整も容易になるため、分離効率が高くかつ分離効率の均一性のよい偏光分離素子を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、あらかじめ所定形状に形成された溝に重合性液晶を充填し、溝壁面と液晶分子の相互作用により特別な配向処理を施すことなく自発的に溝長手方向に重合性液晶を配向させた後、その状態で重合性液晶を重合させ配向を維持した状態で高分子液晶とした。これにより、高分子液晶配向方位を、液晶配向層を介することなく溝長手方向に高い精度で制御できるとともに、液晶層厚さもあらかじめ形成してある溝深さにより制御できる。
【００１２】
本発明で用いる高分子液晶薄膜を形成するための重合性液晶は、液晶性を示すモノマー、オリゴマーその他の反応性化合物などの組成物である。
【００１３】
重合性液晶を硬化する手段としては、可視光やＵＶ（紫外）光などの光を照射したり、加熱による方法などがあるが、光を照射する硬化方法が重合性液晶の相転移温度による制約を受けにくいために好ましい。したがって、ここでは光の照射によって重合性液晶を重合して硬化するものとして説明する。なお、本特許では便宜上この液晶が未重合の状態を重合性液晶、高分子化した状態を高分子液晶と呼んで区別することとする。
【００１４】
本発明によるグレーティング素子の一例を図１に示す。
【００１５】
図１（ａ）は本発明の構造の一例の断面図を示すもので、図中、１は樹脂製の透明シート、２は一軸性高分子液晶からなる偏光性回折格子、３は光硬化樹脂からなる非偏光性の回折格子、４は透明平板と偏光性回折格子を一体化する光硬化樹脂からなる接着層である。この構成で偏光性回折格子２はあらかじめ所定の凹凸をつけた金型などの溝部に重合性液晶を充填することで、溝表面と液晶の間の分子相互作用により自発的に液晶分子が溝長手方向に沿って整列するため、基板表面に特に配向処理を施すことなく液晶を溝長手方向に配向させた構成とすることができ、この状態で光照射により重合性液晶を硬化させると光学異方性を有する分離素子を安定して作成することができる。また、重合性液晶には液晶状態を発現するメソゲン基の末端にアクリル、エポキシ等の重合性を有する官能基を付けたものが好適であり、重合前の液晶状態でネマティック状態を持つものが最も適している。
【００１６】
形成した高分子液晶格子２は、次いで光硬化性液状樹脂からなる接着層４を介して樹脂シート１上に剥離・転写され、さらにその表面に、あらかじめ所定の凹凸をつけた金型などにより光硬化樹脂からなる非偏光性の回折格子３を形成する。
【００１７】
なお、この偏光性回折格子２を樹脂シート１上に直接形成することも技術的には可能であるが、回折格子の溝間隙と樹脂シートの間に必然的に生じる液晶残存層が工程上厚くなり光散乱の原因となり素子特性を低下させる場合がある。
【００１８】
本構成に用いる樹脂シート１としてはポリカーボネート、ポリオレフィンに代表される熱可塑プラスチック、エポキシ系熱硬化性材料硬化物やアクリル系光重合性材料の硬化物に代表される熱硬化性プラスチックなどが使用できる。また、入射光の偏光状態を変化させるλ／４板やλ／２板のような位相差板、位相差フィルムを用いることも可能であり、この場合、素子に偏光変換機能を付加することができるので好ましい。
【００１９】
また、必要に応じて樹脂シートをはじめとする各層界面には接着力強化のための処理を施すこともできる。この強化処理にはシランカップリング剤処理、表面プラズマ処理、ＵＶオゾン処理といったものが適用可能である。
【００２０】
樹脂シート１と偏光性回折格子２の接着に使う接着剤４としては光硬化樹脂がもっとも好適である。特に高分子液晶を形成する重合性液晶にアクリル変性型を使う場合は、接着剤にアクリル系紫外線硬化樹脂を使うことにより高分子液晶層と紫外線硬化樹脂間に強い接着を得ることができる。
【００２１】
非偏光性回折格子３としては、屈折率が偏光性回折格子２を構成する高分子液晶の常光屈折率（ｎo ）又は異常光屈折率（ｎe ）に近いことが入射光の直線偏光方位による偏光分離性能を高める上で望ましい。この材料には例えば光重合型のアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂などを使用できる。
【００２２】
さらに説明の都合上非偏光性回折格子材料により偏光性回折格子間隙を充填するように記述したが、偏光性回折格子間隙を透明等方性材料で充填したのち、さらに別の等方性材料により非偏光性回折格子を積層形成することも可能である。
【００２３】
また、この非偏光性回折格子の表面に反射防止膜やカラーフィルター等を形成することも容易である。
【００２４】
図１（ｂ）は本発明の別の構造の一例の断面図を示すもので、樹脂フィルムの問題点である剛性が小さいために変形しやすいという問題に対処するため、回折格子積層体裏面に剛性の高い透明平板を張り合わせて一体化したものである。図中、１は樹脂製の透明シート、２は一軸性高分子液晶からなる偏光性回折格子、３は光硬化樹脂からなる非偏光性の回折格子、４は透明平板と偏光性回折格子を一体化する光硬化樹脂からなる接着層であり、この積層体の裏面に透明平板６を接着層５を介して張り合わせた構成であり、透明平板６の裏面には必要に応じ回折格子７を形成する両面構成とすることが可能である。
【００２５】
本発明の構成においては樹脂シート表面に偏光性回折格子と非偏光回折格子を順に形成したものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、たとえば偏光分離素子を別の透明部材で挟持した構成や、他の光学部材と積層した構成とすることも可能である。
【００２６】
有機材料では耐熱性が高いものもあるが、この耐熱性は（１）材料に結晶性や部分配向性を持たせる（２軸延伸ＰET、液晶プラスチック等）、（２）分子骨格を高耐熱性とする（ポリイミド、ポリスルホン等）といった手法でもたらされる。しかしながら、（１）は光散乱や光学異方性制御、（２）は透明性といった問題があり、われわれの検討では実用的な光学素子に使用可能な有機樹脂の耐熱性は熱硬化性プラスチックで１８０℃、熱可塑性プラスチックで１４０℃と低く、２００℃以上の高温プロセスが必須のポリイミド配向膜形成には耐えるものではない。なお、この耐熱性は熱変形、材料熱分解、使用域での光吸収といった項目より総合的に判断しているものである。
【００２７】
なお、上述した本発明の構成において、液晶分子は溝壁面との相互作用により自発的に溝に対し平行方向に配列するため、高分子液晶層の光軸が溝長手方向に平行となる。
【００２８】
この効果は溝の断面形状が矩形、三角形、半円形等いずれであっても発現するため用途によって適切な形状を選択することができるが、回折格子に使う場合は矩形形状、三角形が望ましい。
【００２９】
また、この構成では液晶層の配向が液晶分子と溝壁面との相互作用により発生するため出来上がった高分子液晶の光軸は溝の長手方向のみに限定されるが、これは偏光分離素子として使う場合にはまったく制約とならず、逆にたとえば１素子中に配向方位の異なる複数領域を設けることも容易となる利点がある。ただし決められた入射偏光に対しでは、本発明の偏光回折格子が作用しない格子方向、完全に作用する格子方向は限定される。
【００３０】
また本発明においては光透過型素子としての説明を行ったが、当然ながらこの技術は反射型偏光素子にも適用できる。
【００３１】
図２は本実施の形態に係る光ピックアップ装置の概略構成例である。図２に示す光ピックアップ装置は、半導体レーザ１０１、本発明のグレーティング素子１０２、偏光ビームスプリッタ−１０３、カップリングレンズ１０４、ミラー１０５、１／４波長板１０６、対物レンズ光学１０７、光ディスク１０８、検出レンズ１０９、光検出器１１０から構成されている。
【００３２】
半導体レーザ１０１から照射されたレーザ光は直線偏光でグレーティング素子１０２に入射する。レーザ光はグレーティング素子１０２の等方性回折格子部で回折され、トラッキング制御用の３ビームが生成される。ここでグレーティング素子１０２を偏光性回折格子部の格子長手方向とレーザ光の偏光方向とが直交するように配置すれば、レーザ光は偏光回折格子部ではほとんど回折することなく透過する。ここで例えば透明平板を１／２波長板で形成することで入射レーザ光の偏光方向を９０度回転させることも可能である。偏光ビームスプリッター１０３を透過したレーザ光はカップリングレンズ１０４にて平行光となり、ミラー１０５で反射され、１／４波長板１０６へ入射する。レーザ光は１／４波長板１０６で円偏光となり、対物レンズ１０７を通じて、光ディスク１０８の情報記録面上に集光し、光スポットを形成する。光ディスク１０８で反射されたレーザ光は再び対物レンズ１０７を透過し、１／４波長板１０６の作用により、往路の偏光方向から９０度回転した直線偏光となる。ミラー１０５で反射されたレーザ光は、カップリングレンズ１０４を透過、偏光ビームスプリッター１０３に入射、反射され、検出レンズ１０９を通じて光検出器１１０にて検出される。ここで、偏光ビームスプリッター１０３で反射されなかったレーザ光が半導体レーザ１０１へ戻り（以下戻りレーザ光）、レーザノイズを引き起こす可能性がある。しかし、この戻りレーザ光の偏光方向は往路のレーザ光に対して９０度回転した方向であるため、グレーティング素子１０２の偏光性回折格子部にて回折される。その結果、半導体レーザ１０１への戻りレーザ光がカットされる。以上のように、本発明にかかるグレーティング素子を使用した光ピックアップ装置は、トラッキング用の３ビームの生成および半導体レーザで発生しうるレーザノイズの抑制が可能である。なお、半導体レーザ１０１が２つのレーザが１つのパッケージに一体化された２波長レーザの場合、グレーティング素子１０２を２波長対応の構成とすればよい。
【実施例１】
【００３３】
グレーティング素子の第１の製造方法の各プロセスの側面図を図３の（ａ）〜（ｇ）に示した。
【００３４】
本実施例においては、まず図３（ａ）に示すように溝幅１．５μｍ、溝ピッチ３μｍ、深さ３μｍの溝を表面に形成した金型２０上に重合性液晶１０としてＲＭＳ０３−００１Ｃ（メルク製）を金型凹凸面に滴下、溶剤を加熱乾燥させたのち室温まで戻したのち、基板表面をスキージにて均し、基板溝部よりはみ出した重合性液晶を除去して表面を平坦化させた。なお、この金型はＮｉ−Ｐ無電解メッキ表面に機械加工により溝を形成したものである。
【００３５】
この状態で次に図３（ｂ）に示すように３６５nmの波長を主とした紫外線照射をして重合性液晶を反応硬化させた。
【００３６】
次に図３（Ｃ）に示すように高分子液晶１が充填された金型２０上に液状紫外線硬化樹脂を塗布し、その上に樹脂シート１を積層し、波長３６５ｎｍの波長を主とした紫外線を照射をして紫外線硬化樹脂を反応硬化させ接着層４を形成した。なお樹脂シート１には０．２ｍｍ厚ポリカーボネート製広帯域λ／２波長位相差板（カラーリンク・ジャパン株式会社製  商品名PolarCorrect）を使用した。接着層４を構成する液状紫外線硬化樹脂としてはジシクロペンタジエニルヘキサアクリレート（共栄社化学製）２０重量部と、イソボルニルアクリレート（共栄社化学製）と屈折率調整剤としてフェノキシアクリレート（共栄社化学製）をあわせて８０重量部、重合開始剤としてイルガキュア１８４（チバスペシャリティケミカルズ製）３重量部、接着強化剤としてシランカップリング剤ＫＢＭ５０３（信越化学製）１重量部を混合し、硬化物屈折率を１．５３としたものを使用した。また、この際に、金型溝方向と広帯域波長位相差板光軸の成す角は４５°とした。
【００３７】
この段階で、硬化した紫外線硬化樹脂よりなる透明等方性媒質３は高分子液晶と強固に接着するため、基板側に高分子液晶格子を転写することが可能となる。
【００３８】
そののち紫外線硬化樹脂を介して位相差板と一体化した高分子液晶格子を図３（ｄ）のように剥がし取ったのち、次に図３（ｅ）に示すように樹脂シート１の高分子液晶転写側表面に別の液状の紫外線硬化樹脂１１を塗布し、溝幅１０μｍ、溝ピッチ２０μｍ、深さ１．５μｍの溝を形成した金型２１を用い、２P法により格子溝長手方向が偏光回折格子溝長手方向と直交するようさらに回折格子を積層したのち３６５ｎｍの波長の波長を主とした紫外線を照射して（図３（ｆ））透明樹脂よりなる非偏光性回折格子３を形成して図３（ｈ）のような偏光分離素子を作成した。この紫外線硬化樹脂は、１，６ヘキシルジアクリレート（共栄社化学製）２０重量部と、ヒドロキシブチルメタクリレート（共栄社化学製）と屈折率調整剤として２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート（共栄社化学製）をあわせて８０重量部と、重合開始剤としてイルガキュア１８４（チバスペシャリティケミカルズ製）３重量部を混合したものを使用した。
【００３９】
この高分子液晶の配向状態を偏光顕微鏡にて観察すると溝方向に高分子液晶格子の分子軸が配向していることが観察され、良好な配向状態であることが確認された。
【００４０】
また、得られた格子に対して偏光させた赤色レーザ光を照射したところ、偏光方向を溝長手方向に直交にあわせた場合、その平行方向に対して回折光強度が大きく増加することが目視で確認でき、本発明によりλ／２位相差板による偏光方向回転と、偏光回折格子による良好な偏光回折光が得られることを確認できた。
【００４１】
非偏光性回折格子を形成する紫外線硬化性樹脂の硬化物屈折率を変えて回折格子の透過光強度を測定したものが表１である。
2011112831.tif 000003
【００４２】
硬化物屈折率はアタゴ製アッベ屈折率計により測定した。なお、偏光回折格子はそのままでは屈折率測定が困難のため、作成した偏光回折格子間隙を重合性液晶で充填、硬化してシート状としたものについて測定を行った。
【００４３】
測定は最も屈折率差の影響が出やすい偏光回折格子に直交する偏光面（λ／２波長板と一体化しているため、入射光としては回折格子長手方向に平行となる）で行って、最も透過光強度の大きかった紫外線硬化物の屈折率１．５３での測定値で規格化している。
【００４４】
硬化物屈折率と高分子液晶常光線屈折率の差が大きくなるにつれ、屈折率差による偏光回折格子からの回折が発生し、損失となる。
【００４５】
損失の目安を１０％とすると、許容屈折率差は０．０２となった。
【実施例２】
【００４６】
グレーティング素子の第１の製造方法の各プロセスの側面図を図４の（ａ）〜（ｇ）に示した。
【００４７】
図４（ａ）のように無電解Ｎｉ−Ｐメッキ金型に機械加工により溝幅１．５μｍ、溝ピッチ３μｍ、深さ３μｍの溝を形成した金型２０表面に液状の紫外線硬化樹脂１２を塗布したのち、その上にカラーリンクジャパン（株）製広帯域１／２波長板（商品名PolarCorrect）からなる樹脂シート１を積層、図４（ｂ）のように紫外線を照射した後剥がしとり（図４（ｃ））、樹脂シート２の表面に金型溝構造を転写した樹脂層１３を形成した。紫外線硬化樹脂１２としてはジシクロペンタジエニルヘキサアクリレート（共栄社化学製）２０重量部と、イソボルニルアクリレート（共栄社化学製）と屈折率調整剤としてフェノキシアクリレート（共栄社化学製）をあわせて８０重量部、重合開始剤としてイルガキュア１８４（チバスペシャリティケミカルズ製）３重量部混合し、硬化物屈折率を１．５２５としたものを使用した。
【００４８】
次いで図４（ｄ）に示すように液状の重合性液晶１０としてＲＭＳ０３−００１Ｃ（メルク製）をフィルム凹凸面に滴下、溶剤を加熱乾燥させたのち室温まで戻したのち、基板表面をスキージにて均し、基板溝部よりはみ出した重合性液晶を除去して表面を平坦化させた。
【００４９】
この状態で次に図４（ｅ）に示すように３６５nmを主とした紫外線照射をして重合性液晶を反応硬化させ高分子液晶２を形成し、偏光分離素子とした。
【００５０】
この高分子液晶の配向状態を偏光顕微鏡にて観察すると溝方向に高分子液晶格子の分子軸が配向していることが観察され、良好な配向状態であることが確認された。
【００５１】
得られた偏光性回折格子付基板に対し液状紫外線硬化樹脂１４を滴下し、溝幅１０μｍ、溝ピッチ２０μｍ、深さ１．５μｍの溝を形成した金型２１に、格子溝長手方向が偏光回折格子溝長手方向と直交するよう樹脂シートの偏光回折格子側表面で挟み込み、紫外線照射を行った。
【００５２】
さらにこの上に溝幅４μm、溝ピッチ８μm、溝深さ０．５μｍの溝を有する二酸化チタン層７を形成した１mm厚ガラス基板６を、光硬化性接着剤からなる接着層５を介して貼り合わせ（図４（ｇ））、紫外線照射後にガラス基板を含む全体を金型から剥がしとり複合回折格子とした（図４（ｈ））。
【００５３】
得られた格子に対して偏光させた赤色レーザ光を照射したところ、表面の等方材料よりなる回折格子起因の回折スポットと下層の偏光回折格子起因の回折スポット、およびガラス基板表面の二酸化チタンに起因する回折スポットが同時に観察され、かつ偏光方向を偏光回折格子溝長手方向にあわせた場合その直交方向に対して回折光強度が大きく変化することが目視で確認でき、本発明により偏光回折格子と回折格子の積層体が容易に作成できること、およびポリイミド等の配向膜無しでも良好な偏光回折光が得られることを確認できた。
【００５４】
なお、本実施例では偏光回折格子方向と通常の回折格子方向を直交させているが、本発明は当然ながらこれに留まるものでなく、設計上要求されるあらゆる方位に対して任意に形成することが可能である。
【００５５】
なお、本実施例１および２で用いたポリカーボネート製位相差板は比較的安価で広い波長域での特性が得られるものの耐熱性が低く、ポリイミド配向膜形成プロセスに耐えられないが、本発明によればこのような材料上にも偏光回折格子が形成可能となり、設計の自由度が大きく高まる。
【００５６】
また本実施例では金型溝方向と広帯域波長位相差板光軸の成す角は４５°としたが、本発明は当然ながらこれに留まるものでなく、設計上要求されるあらゆる方位に対して任意に形成することが可能である。また、位相差板にはポリカーボネート広域波長位相差板を用いたが、それ以外の材料、たとえば高分子液晶を用いた位相差板にも適用可能である。
〔比較例１〕
従来と同様のポリイミド配向膜による偏光回折格子を形成するため、カラーリンクジャパン（株）製広帯域１／２波長板（商品名PolarCorrect）に表面保護のため二酸化ケイ素を０．１μｍ厚で形成したのち、配向膜用ポリイミド（日産化学製  商品名サンエバー）を塗布し、焼成のため２００℃まで徐々に温度を上げたところ、１２０℃で波長板複屈折の大幅な低下、１５０℃でポリカーボネートの軟化が発生し、焼成温度までの加熱が行えず、試料作成に至らなかった。
〔比較例２〕
ガラス板表面にポリイミドを塗布、ラビングしたのち重合性液晶ＲＭＳ０３−００１Ｃ（メルク製）を厚さ２μｍにスピンコート、重合して作成した複屈折を有する有機フィルムに配向膜用ポリイミド（日産化学製  商品名サンエバー）を塗布し、焼成のため２００℃まで徐々に温度を上げたところ、１８０℃で膜が着色、２００℃ではクラックが発生し、試料作成に至らなかった。着色およびクラックの原因は、材料の熱酸化および熱分解によるものと推測している。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明におけるグレーティング素子の一例を示す側面図。
【図２】本発明の光ピックアップ装置の概略構成図。
【図３】本発明によるグレーティング素子の製造工程の一例を示す側面図。
【図４】本発明によるグレーティング素子の製造工程の別の一例を示す側面図。
【符号の説明】
【００５８】
１  樹脂シート
２  偏光性回折格子
３  非偏光性回折格子
４、５  接着層
６  透明平板
７  回折格子
１０  重合性液晶
１１、１４  紫外線硬化樹脂
１３  樹脂層
２０、２１  金型
１０１  半導体レーザ
１０２  グレーティング素子
１０３  偏光ビームスプリッター
１０４  カップリングレンズ
１０５  ミラー
１０６  １／４波長板
１０７  対物レンズ
１０８  光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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