JPH10187014A - ホログラム素子製造装置及びホログラム素子の製造方法 - Google Patents
ホログラム素子製造装置及びホログラム素子の製造方法Info
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- JPH10187014A JPH10187014A JP34704696A JP34704696A JPH10187014A JP H10187014 A JPH10187014 A JP H10187014A JP 34704696 A JP34704696 A JP 34704696A JP 34704696 A JP34704696 A JP 34704696A JP H10187014 A JPH10187014 A JP H10187014A
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Abstract
を製造する際に、紫外線硬化型樹脂と基板との密着性を
恒常的に確保し、かつ、1枚の基板内にできるだけ多く
の微細パターンを形成できるホログラム素子の製造装置
を提供する。 【解決手段】 樹脂滴下部100が光透過性基板と微細
パターンの形成された原盤の間に紫外線硬化型樹脂を滴
下する。位置合わせ部101は光透過性基板と原盤と
を、紫外線効果型樹脂を介して密着させる。照射部10
4は、制御部105からの指示を受けて、上記密着が行
われた状態で紫外線を照射して紫外線効果型樹脂を硬化
する。加圧センサ102は上記密着が行われたことを検
出する。タイマ101は加圧センサ102による密着の
検知から一定時間を計測する。制御部105はタイマ1
03が上記一定時間を計測したら、照射部104に紫外
線を照射させるよう指示する。
Description
M,MD,LD等の光ディスク用ピックアップ部品等に
使用するホログラム素子製造装置及びホログラム素子の
製造方法に関する。
用されるホログラム素子は、通常数mm角の大きさであ
り、大量かつ安価に製造することを目的として、大型の
光透過性基板上に一括して複数個の素子を形成した後、
分断して使用している。ホログラム素子には、きわめて
微細な回折格子が精密に形成されている。
導体装置の製造方法を利用する方法(図5)、及び、一
般にフォトポリマ法(photopolymer:以下
2P法と称す)と呼ばれる成形方法によって製造する方
法(図6,図7)等、種々の製法が知られている。
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。ここでは、図5(1)に示すガラス基板11を直接
加工することで微細パターンを形成する。まず、図5
(2)に示すように、ガラス基板11の片面に感光性材
料12をスピンコート法等によって塗布する。次に、感
光性材料12に上記微細パターンに対応する所定のパタ
ーンをフォトリソグラフィによって形成する(図5
(3))。その後、上記所定のパターンの感光性材料1
2をマスクとして、CF4やCHF3等のガス雰囲気中で
反応性イオンエッチング法を行うことで、ガラス基板1
1に微細パターンを形成する(図5(4))。このと
き、感光性材料12も同時に加工されるが、ガラス基板
11の加工レートと感光性材料12の加工レートとの関
係をあらかじめ把握しておき、ガラス基板11に所定の
深さのパターンが形成された後も感光性材料12がガラ
ス基板上に残留するように感光性材料12の塗布厚さを
決定しておけば、問題はない。次に、ガラス基板上11
に残留した感光性材料12を、溶剤で除去するか、酸素
ガス雰囲気中で灰化除去する(図5(5))。以上の方
法により、ガラス基板11上に形成された微細パターン
は、図5(6)に示すように、最終的に必要とされる形
状を有する複数のホログラム素子に分割される。
るホログラム素子の製造方法(図5)では、反応性イオ
ンエッチングの工程に多くの時間を要し、製造効率が上
がらないという問題がある。
グラム素子を製造する方法として、上記の2P法があ
る。以下に、図6を用いて、2P法によるホログラム素
子の製造方法を説明する。
かじめ微細パターンが作製された原盤2が用意され、こ
の原盤2上に紫外線硬化型樹脂3が塗布される。続い
て、図6(2)に示すように、紫外線硬化型樹脂3を介
して原盤2上に光透過性基板1を配置する。そして、必
要であれば加圧しながら、紫外線硬化型樹脂3を光透過
性基板1と原盤2で形成される空間に充分圧し広げる。
その後、紫外線を照射することによって紫外線効果型樹
脂3を硬化させ、図6(3)に示すように、光透過性基
板1と原盤2を剥離する。ここで、硬化した樹脂3が光
透過性基板1側に接着されている状態を形成するには
(即ち、光透過性基板1側に回折格子を形成するに
は)、紫外線効果型樹脂3として硬化後において原盤2
より光透過性基板1との接着性に優れるような材料を選
択する、もしくは、前処理によって光透過性基板1との
接着性を向上させておくことが必要である。
の表面にのみ回折格子を形成する場合について説明した
が、光透過性基板1の両面に回折格子を形成する場合に
は、図7に示すようにして製造を行う。
折格子の形状に応じた微細パターンを有する原盤2,
2’が用意され、図7(1)に示すように原盤2上及び
光透過性基板1の原盤2’に対向する表面に紫外線効果
型樹脂3が塗布される。続いて、図7(2)に示すよう
に、紫外線硬化型樹脂3を介して原盤2上に光透過性基
板1を、光透過性基板1上に原盤2’を配置する。そし
て、必要であれば加圧しながら、紫外線硬化型樹脂3を
光透過性基板1と原盤2,2’で形成される空間に充分
圧し広げる。その後、紫外線を照射することによって紫
外線効果型樹脂3を硬化させ、図7(3)に示すよう
に、光透過性基板1と原盤2,2’を剥離する。これに
より、光透過性基板1の両面に回折格子の形成されたホ
ログラム素子を形成できる。
7に示した2P法によれば、製造工程を簡単化すること
ができる反面、光透過性基板と紫外線効果型樹脂との間
の接着強度が弱い等の解決すべき多くの課題を有してい
る。
4―372901号公報には紫外線硬化型樹脂と光透過
性基板の接着強度向上方法が記載されている。ここで
は、光透過性基板の紫外線効果型樹脂が接着される面を
予めプラズマ処理することや基板材料,紫外線硬化型樹
脂の改良によりそれらの間の密着性を向上させる。
によっても大きく左右し、同―の基板、同―の樹脂材料
を用いて2P成形を行っても、ある場合には、基板と樹
脂との密着性が悪く剥離テストで容易に剥離してしまう
が、ある場合には全く剥離が生じないという現象が生じ
る。この現象は、特に、基板外周部で顕著であった。ま
た、成形直後は密着性が良好であっても、信頼性試験後
に密着性が悪くなるようなことも発生する。
板の外周部にセンサを設けておき、このセンサにより光
透過性基板の外周部にまで紫外線硬化型樹脂が到達した
ことを検知してから、紫外線を照射することも考えられ
るが、この方法によってもやはり、場合に応じて剥離が
生じてしまい問題である。
を形成とする場合に、紫外線効果型樹脂が不均一に広が
りってしまうという問題もある。図7に示したような従
来の形成方法では、液体状の紫外線硬化型樹脂に挟まれ
て光透過性基板が設置された状態になっているので、加
圧力に分布があったり上下の原盤の平行度が少しでも狂
うと、両面に均一に樹脂が広がらなくなってしまう。そ
の結果、一枚の成形品から取れるホログラム素子の個数
が少なくなり、歩留まりが低下する。
樹脂と基板との密着性を恒常的に確保し、かつ、1枚の
基板内にできるだけ多くの微細パターンを形成できるホ
ログラム素子の製造装置、並びに、2P法によって光透
過性基板の両面に精密な微細パターンを形成できるホロ
グラム素子の製造方法を提供することを目的とする。
製造装置は、光透過性基板と微細パターンの形成された
原盤とを、紫外線効果型樹脂を介して密着させる位置合
わせ手段と、前記密着の行われた状態で紫外線を照射し
て前記紫外線効果型樹脂を硬化することにより、前記光
透過性基板に前記微細パターンの転写された前記紫外線
効果型樹脂を接着する紫外線照射手段と、を有してなる
ホログラム素子製造装置において、前記密着開始から一
定時間経過後に前記紫外線照射手段に紫外線を照射せし
める紫外線制御手段を有しているものである。
透過性基板の両面に微細パターンの転写された紫外線効
果型樹脂を接着するホログラム素子の製造方法におい
て、光透過性基板の一方の面を紫外線効果型樹脂を介し
て微細パターンの形成された原盤に密着させ、紫外線を
照射することで、前記一方の面に前記微細パターンの転
写された紫外線効果型樹脂を接着する工程と、該工程の
後、光透過性基板の他方の面を紫外線効果型樹脂を介し
て微細パターンの形成された原盤に密着させ、紫外線を
照射することで、前記他方の面に前記微細パターンの転
写された紫外線効果型樹脂を接着する工程と、を含むも
のである。
外線硬化型樹脂と光透過性基板とが接触してから十分の
時間が経過してから、紫外線照射を行うため、恒常的に
密着性を上げることができ、信頼性を向上できる。
では、光透過性基板の片側の面毎に微細パターンを形成
するため、加圧力や平行度のばらつきによらず、均一に
樹脂を広げることが可能となる。
施の形態を説明する。図1は本発明のホログラム素子製
造装置の一構成例を示す概略ブロック図である。まず、
このホログラム製造装置により光透過性基板の片面のみ
に微細パターンを形成する方法について説明する。図2
はその製造工程を説明する図である。図1,図2に基づ
き、このホログラム素子の製造方法について説明する。
する原盤2を用意し、ホログラム素子製造装置に設置す
る。次に、樹脂滴下部100が光透過性基板1上に紫外
線硬化型樹脂3を滴下する。続いて、位置合わせ部10
1が光透過性基板1の上記紫外線硬化型樹脂3の滴下さ
れた面と上記原盤2の微細パターンの形成面とを対向さ
せて位置合わせする。そして、光透過性基板1と原盤2
とを紫外線硬化型樹脂3を介して密着させる。光透過性
基板1の表面には加圧センサ102が設けられており、
上記位置合わせ部101の動作により紫外線硬化型樹脂
3が加圧(密着)されたことを検知する。加圧センサ1
02が加圧開始を検知した時点から、タイマー103が
予め定められた一定時間を計測する。その間、位置合わ
せ部101は、光透過性基板1と原盤2との間の加圧状
態を維持する。上記一定時間が経過したら、タイマー1
03は制御部105を介して照射部104に紫外線照射
の開始を指示する。紫外線は光透過性基板1と原盤2と
の間の紫外線硬化型樹脂3に照射され、紫外線硬化型樹
脂3を硬化する。その後、位置合わせ部101が加圧を
ストップして、光透過性基板1と原盤2とを離型する。
以上により光透過性基板1に微細パターンの転写された
紫外線硬化型樹脂3の接着されたホログラム素子が作製
される。
り、光透過性基板の両面に同時に微細パターンを形成す
る方法について説明する。図3はこの製造方法を説明す
る図である。
ターンを有する原盤2,2’を用意し、ホログラム素子
製造装置に設置する。次に、樹脂滴下部100が原盤2
上及び光透過性基板1上に紫外線硬化型樹脂3を滴下す
る。続いて、位置合わせ部101が原盤2’,光透過性
基板1,原盤2の間を対向させて位置合わせする。そし
て、光透過性基板1と原盤2及び光透過性基板1と原盤
2’とを紫外線硬化型樹脂3を介して密着させる。光透
過性基板1及び原盤2の表面には加圧センサ102が設
けられており、上記位置合わせ部101の動作により紫
外線硬化型樹脂3が加圧(密着)されたことを検知す
る。加圧センサ102が加圧開始を検知した時点から、
タイマー103が予め定められた一定時間を計測する。
その間、位置合わせ部101は、光透過性基板1と原盤
2との間及び光透過性基板1と原盤2’との間の加圧状
態を維持する。上記一定時間が経過したら、タイマー1
03は制御部105を介して照射部104に紫外線照射
の開始を指示する。紫外線は紫外線硬化型樹脂3に照射
され、紫外線硬化型樹脂3を硬化する。その後、位置合
わせ部101が加圧をストップして、光透過性基板1と
原盤2及び原盤2’とを離型する。以上により、微細パ
ターンの転写された紫外線硬化型樹脂3が、光透過性基
板1の両面に接着されたホログラム素子が作製される。
り、光透過性基板1の両面に片側ずつ微細パターンを形
成する方法について説明する。図4はこの製造方法を説
明する図である。
ターンを有する原盤2,2’を用意し、ホログラム素子
製造装置に設置する。次に、樹脂滴下部100が光透過
性基板1上に紫外線硬化型樹脂3を滴下する(図4
(1))。続いて、位置合わせ部101が原盤2’,光
透過性基板1の間を対向させて位置合わせする。そし
て、光透過性基板1と原盤2’とを紫外線硬化型樹脂3
を介して密着させる(図4(2))。光透過性基板1及
び原盤2’の表面には加圧センサ102が設けられてお
り、上記位置合わせ部101の動作により紫外線硬化型
樹脂3が加圧(密着)されたことを検知する。加圧セン
サ102が加圧開始を検知した時点から、タイマー10
3が予め定められた一定時間を計測する。その間、位置
合わせ部101は、光透過性基板1と原盤2’との間の
加圧状態を維持する。上記一定時間が経過したら、タイ
マー103は制御部105を介して照射部104に紫外
線照射の開始を指示する。紫外線は光透過性基板1と原
盤2’との間の紫外線硬化型樹脂3に照射され、紫外線
硬化型樹脂3を硬化する。その後、位置合わせ部101
が加圧をストップして、光透過性基板1と原盤2’とを
離型する。次に、今度は光透過性基板1の一方の面に微
細パターンが形成されたものと、原盤2との間に紫外線
硬化型樹脂3を滴下して、上記手法と同様にして光透過
性基板1の他方の面に微細パターンを形成する。以上に
より光透過性基板1の両面に微細パターンの転写された
紫外線硬化型樹脂3が接着されたホログラム素子が作製
される。
により製造したホログラム素子について具体的に説明す
る。
ーンを施す図2のホログラム素子の具体例について説明
する。ここでは、光透過性基板1として、100mm角
アクリル樹脂基板(住友化学社製、商品名スミベック、
グレード名E011押し出し板材)を、純水、イソプロ
ピルアルコールに各2分超音波をかけて浸潰・揺動しな
がら洗浄し、自然乾燥させ、その後、プライマー処理と
してN―ビニルー2―ピロリドン溶剤を基板に滴下、ス
ピンコート法にて、3000rpm、20〜30秒で塗
布し、30分間自然乾燥させたものを用いた。また、紫
外線硬化型樹脂3としては、粘度330〜770cps
の紫外線硬化型液伏樹脂(三菱レイヨン社製、商品名ダ
イヤームM―107またはM―121)を用いた。紫外
線硬化型樹脂3の膜厚は10〜30umとした。原盤2
は石英部材であらかじめ所定の微細パターンが形成され
ている。光透過性基板1と原盤2との間の加圧時の加圧
力は4kg/cm2、紫外線照射時間は20秒程度とし
た。また、加圧開始から紫外線照射開始までの時間(加
圧維持時間)を180秒とした(本具体例を実施例1と
記す)。
離試験を行った所、光透過性基板1全面で紫外線硬化型
樹脂3の剥離は生じなかった。また、下記の表1に示す
信頼性試験を実施したのち、テープ剥離試験を行った
が、光透過性基板1全面で紫外線効果型樹脂3の剥離は
生じなかった。
パターンを形成する図3のホログラム素子の具体例につ
いて説明する。ここでは、光透過性基板1と紫外線硬化
型樹脂3及び原盤2,2’は上記した例と同様のものを
用いた。
2’との間の加圧時の加圧力は4kg/cm2、紫外線
照射時間は20秒程度とした。また、加圧開始から紫外
線照射開始までの時間(加圧維持時間)を180秒とし
た(本具体例を実施例2と記す)。
離試験を行った所、光透過性基板1の両面の全面で紫外
線硬化型樹脂3の剥離は生じなかった。また、下記の表
1に示す信頼性試験を実施したのち、テープ剥離試験を
行ったが、光透過性基板1全面で紫外線効果型樹脂3の
剥離は生じなかった。
の素子(図3参照)を光透過性基板1と原盤2、2’間
の加圧力、及び、加圧開始から紫外線照射開始までの加
圧保持時間(タイマーの設定時間)を変えて作製した。
具体的には、 加圧力;4kg/cm2 加圧保持時間;120秒 …実施例3 加圧力;3kg/cm2 加圧保持時間;180秒 …実施例4 加圧力;3kg/cm2 加圧保持時間;120秒 …実施例5 加圧力;2kg/cm2 加圧保持時間;180秒 …実施例6 加圧力;2kg/cm2 加圧保持時間;120秒 …実施例7 加圧力;3kg/cm2 加圧保持時間; 60秒 …比較例1 加圧力;4kg/cm2 加圧保持時間; 60秒 …比較例2 の条件で作製した。これらの実施例,比較例の評価結果
を表2に示す。なお、本表では後述する実施例8,9の
結果も示している。
には、光透過性基板1の外から全面積の1/3程度の紫
外線硬化型樹脂3の剥離が見られた。この表から分かる
ように、剥離状態は加圧力よりもむしろ加圧保持時間に
顕著に反応しており、加圧保持時間が60秒の場合には
不良が発生している。しかしながら、加圧保持時間が1
20秒以上の場合にはすべてのケースにおいて良好であ
った。従って、本発明のホログラム素子製造装置のよう
に紫外線を照射するタイミングを時間(加圧してからの
時間)で規定することにより、剥離のない良好なホログ
ラム素子を得ることができる。なお、ここでは、タイマ
ーにより加圧開始からの時間を管理しているが、紫外線
硬化型樹脂を光透過性基板と原盤とで挟んで押圧を開始
してから紫外線を照射するまでの時間を正確に管理でき
るのであればどのように管理しても良く、例えば、紫外
線硬化型樹脂を滴下してからの時間で管理してもよい。
細パターンを形成する図4のホログラム素子の具体例に
ついて説明する。ここでは、光透過性基板1と紫外線硬
化型樹脂3及び原盤2,2’は上記した例と同様のもの
を用いた。
2’との間の加圧時の加圧力は4kg/cm2、紫外線
照射時間は20秒程度とした。また、加圧開始から紫外
線照射開始までの時間(加圧維持時間)を180秒とし
た(本具体例を実施例8と記す)。
離試験を行った所、光透過性基板1の両面の全面で紫外
線硬化型樹脂3の剥離は生じなかった。また、下記の表
1に示す信頼性試験を実施したのち、テープ剥離試験を
行ったが、光透過性基板1全面で紫外線効果型樹脂3の
剥離は生じなかった。
素子を、光透過性基板1と原盤2、2’間の加圧力を3
kg/cm2として作製した(本具体例を実施例9と記
す)。その結果、上記実施例8の場合と同様に光透過性
基板1と原盤2,2’との良好な密着性が確認された。
過性基板の両面に形成する回折格子を光透過性基板の片
側ずつ形成するようにすれば、光透過性基板と原盤との
間の加圧力に分布が存在したり、上下の原盤の平行度に
若干の不均一が存在したとしても、紫外線硬化型樹脂を
全面に均一に広げて剥離の生じないホログラム素子を形
成できる。
センサ102からの信号により行っているがこれに限る
ものではなく、また、紫外線硬化型樹脂3を滴下する母
体も光透過性基板1と原盤2(2’)のどちらであって
もよいことは言うまでもない。
のホログラム素子製造装置では、紫外線硬化型樹脂を介
して光透過性基板と所定の微細パターンを有する原盤と
を加圧してから一定時間後に紫外線を照射して、上記紫
外線硬化型樹脂を硬化させるため、光透過性基板と樹脂
との間の密着性が恒常的に確保される。また、紫外線硬
化型樹脂と光透過性基板との密着性を確保し、最外周で
の紫外線硬化型樹脂と光透過性基板との剥離が防止でき
るので、1枚の光透過性基板内にできるだけ多くの素子
を形成することができ、製造効率を向上させることが可
能となる。また、均一な紫外線硬化型樹脂厚みを得るこ
とができるので、光学特性にばらつきの少ないホログラ
ムパターンを得ることができる。
では、光透過性基板の表裏両面に2P法によって微細パ
ターンを形成させる場合において、光透過性基板の一方
の表面に微細パターンを有する紫外線硬化型樹脂を固定
した後、もう一方の表面に微細パターンを有する紫外線
硬化型樹脂を固定するため、紫外線硬化型樹脂を両面に
均一に広げることができる。
示す概略ブロック図である。
ム素子を製造する方法の一例を説明する図である。
基板の片面に微細パターンを形成する方法を説明する図
である。
基板の両面に同時に微細パターンを形成する方法を説明
する図である。
ホログラム素子の製造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
ンを形成する方法を説明する図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 光透過性基板と微細パターンの形成され
た原盤とを、紫外線効果型樹脂を介して密着させる位置
合わせ手段と、前記密着の行われた状態で紫外線を照射
して前記紫外線効果型樹脂を硬化することにより、前記
光透過性基板に前記微細パターンの転写された前記紫外
線効果型樹脂を接着する紫外線照射手段と、を有してな
るホログラム素子製造装置において、 前記密着開始から一定時間経過後に前記紫外線照射手段
に紫外線を照射せしめる紫外線制御手段を有しているこ
とを特徴とするホログラム素子製造装置。 - 【請求項2】 光透過性基板の両面に微細パターンの転
写された紫外線効果型樹脂を接着するホログラム素子の
製造方法において、 光透過性基板の一方の面を紫外線効果型樹脂を介して微
細パターンの形成された原盤に密着させ、紫外線を照射
することで、前記一方の面に前記微細パターンの転写さ
れた紫外線効果型樹脂を接着する工程と、 該工程の後、光透過性基板の他方の面を紫外線効果型樹
脂を介して微細パターンの形成された原盤に密着させ、
紫外線を照射することで、前記他方の面に前記微細パタ
ーンの転写された紫外線効果型樹脂を接着する工程と、
を含むことを特徴とするホログラム素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34704696A JP3399759B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ホログラム素子製造装置及びホログラム素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34704696A JP3399759B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ホログラム素子製造装置及びホログラム素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10187014A true JPH10187014A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3399759B2 JP3399759B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=18387563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34704696A Expired - Fee Related JP3399759B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ホログラム素子製造装置及びホログラム素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3399759B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160652B2 (en) | 2002-11-18 | 2007-01-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Hologram element |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34704696A patent/JP3399759B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160652B2 (en) | 2002-11-18 | 2007-01-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Hologram element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3399759B2 (ja) | 2003-04-21 |
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