附带接合膜的基板以及附带接合膜的基板的制造方法

专利名称：附带接合膜的基板以及附带接合膜的基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种附带接合膜的基板以及附带接合膜的基板的制造方法。
背景技术：
在数码照相机等的光学装置中应用有光学低通滤波器(专利文献1)。在光学低通滤波器中，具有以下结构即，层叠有水晶双折射板、IR(红外线)吸收玻璃、由水晶构成的相位差板(具体来说，是指1/4波长板，也称为偏振光消除板)以及水晶双折射板。在这些光学构件中位于外侧的水晶双折射板的表面上，形成有防反射涂膜或UV(紫外线)- 截止涂层。作为顶吸收玻璃，已知在使磷酸盐玻璃的基料中含有CuO以使之具有了红外线吸收功能的基板上，设置有红外线吸收膜的红外线截止滤波器(专利文献2)；和在石英玻璃等的基板上设置有红外线吸收膜的红外线截止滤波器(专利文献3、4)。在专利文献2的红外线截止滤波器中，作为红外线吸收膜，从基板一侧起依次将氧化钛(TiO2)薄膜与二氧化硅(SiO2)薄膜反复交替层叠。在专利文献3、4的红外线截止滤波器中，将接合于基板的TW2或ITO的薄膜与氧化硅薄膜交替方式层叠。一直以来，水晶双折射板和顶吸收玻璃等构成光学低通滤波器的光学构件通过粘合剂而被相互粘合在一起的情况较多。但是，由于在形成有防反射涂膜和UV-IR截止涂层的水晶双折射板中，会产生因压缩应力和拉伸应力而导致的翘曲，因而当通过粘合剂将水晶双折射板与顶吸收玻璃或者相位差板相接合时，将由于翘曲而导致接合面内的粘合层厚度在各个部位不均勻，从而产生较大的波面像差。而且，在组装光学低通滤波器的工艺中，当进行回流焊接时，粘合剂容易因受热而变质，所以会产生变色或粘合不良的现象。并且，当使用粘合剂时，在高湿度环境下，易于引起从光学构件的粘合层的外围起呈垂柳状的缺陷。所以，在现有技术中，提出了作为接合方法不使用粘合剂而通过直接接合将两个基板而接合在一起的方法(专利文献5)。并且，在专利文献6中，提出了如下的技术方案，S卩，在层叠两张以上的多张基板而形成的光学元件中，在一方的基板的表面(接合面)上设置氧化硅膜(SiO2膜)，而将所述一方的基板的接合面与另一方的基板的接合面通过原子键(Si-O-Si键或者Si-Si键) 而直接接合。并且，在专利文献6中，记载了如下内容，S卩，层叠的所述多张基板可以均为水晶板、均为玻璃板、或者为水晶板与玻璃板的组合。另外，在直接接合的工艺中，由于在高温(700 800°C )下对基板进行热处理、或者对基板的接合面进行亲水化处理的过程中，必须使用HF(氟酸)等，所以存在制造较为困难等问题。并且，在制造工艺中热处理时以及高温环境下，还会产生由于基板的材质以及基板的结晶面上的线性膨胀系数不同而导致剥离的问题。而且，还存在由于接合面的状态 (均勻性、清洁度等)而无法得到稳定的接合强度的问题。
因此，作为不使用粘合剂且不使用直接接合而使基板彼此之间相互结合的方法， 提出了通过等离子聚合法等来进行接合的方法(专利文献7、8)。在专利文献7、8的现有示例中，在基板的一方或者双方的接合面上通过等离子聚合法而形成接合膜，并隔着该接合膜使多张基板相接合。在这里，专利文献7、8中所公开的接合膜包括硅骨架，其含有硅氧烷(Si-O)键， 且结晶度为45%以下；脱离基，其结合于该硅骨架，并由有机基构成。由此，获得了产生良好粘合性的叠层体。在专利文献9中，公开了一种如下的偏振光板，其使用在专利文献7、8中所公开的接合膜，而对玻璃基板和偏振光薄膜进行接合。在专利文献10中，公开了一种如下的叠层波长板，其使用在专利文献7、8中所公开的接合膜，而对两张水晶基板彼此间进行结合。在专利文献11中，公开了一种如下的偏振光变换元件，其使用在专利文献7、8中所公开的接合膜，依次层叠第1透光性基板、偏振光分离膜、由水晶构成的1/2波长板、第2 透光性基板。在先技术文献专利文献1 日本特开2003-248198号公报专利文献2 日本特开2008-70827号公报专利文献3 日本特开2008-708 号公报专利文献4 日本特开2008-70825号公报专利文献5 日本特开平07-303M号公报专利文献6 日本特开2007-41117号公报专利文献7 日本特许第4337935号公报专利文献8 日本特开2009-173949号公报专利文献9 日本特开2009-98465号公报专利文献10 日本特开2009-258404号公报专利文献11 日本特开2009-192868号公报另外，在玻璃中，具有如下成分的制品，S卩，首先以二氧化硅(SiO2)为主成分，并使作为副成分的各种金属化合物以粉末形式混合而成的制品。这种玻璃是通过对在高温下进行溶融而成为液体状态的原料进行快速冷却而制造出的。主要副成分有氧化钠(Na2O)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化硼(B2O5)、氧化磷(P2O5)等。另一方面，也存在虽然主成分不为二氧化硅(SiO2),但具有与所述玻璃相同的结构、即玻璃化的物质。例如，作为主成分，由硼酸(B2O5)、磷酸(P2O5)等取代二氧化硅成为骨架，从而形成玻璃。如专利文献2所公开的、以磷酸盐玻璃或者氟磷酸盐玻璃为基料并添加铜而形成的含铜玻璃基板，即为其中的一个示例。 但是，在专利文献2、专利文献3以及专利文献4所公开的现有示例中，关于红外线截止滤波器元件与水晶双折射板或者偏振光消除板(1/4波长板)等基板的接合方法，没有公开任何内容。因此，考虑到当对专利文献2所公开的、主成分不为二氧化硅而是由其它物质所构成的玻璃基板与其它基板进行接合时，使用在专利文献7、8中所提出的所述接合膜来进行接合。
此处，在专利文献7、8中，对于作为接合对象的基板种类进行了多方面的介绍。但是，并未对与材料种类所对应的课题和有效性等进行详细的研究。因此，本申请的发明人经研究发现，对于氧化硅系玻璃(石英玻璃)、氧化硅系碱性玻璃等的示例进行高精度地接合具有再现性从而是有效的。但是，发现关于未被例示的磷酸系玻璃构件aR吸收玻璃构件) 存在如下的课题。S卩，发现了如下的问题，在专利文献1所公开的磷酸盐玻璃的基料中含有CuO的顶吸收玻璃构件，与石英玻璃或者水晶等以二氧化硅(SiO2)作为主成分的透光性基板之间进行接合时，当尝试使用在专利文献7、8所提出的、通过等离子聚合法而形成的接合膜来进行接合时，无法获得足够的接合强度。这是因为，由于如上所述的顶吸收玻璃构件为磷酸系玻璃构件，所以不以硅基作为骨架。因此推测为，是由于无法形成Si-O-Si的硅氧烷键的原因。并且，在专利文献1中的、被应用于的红外线截止滤波器的玻璃基板中，为了吸收红外线而掺杂有CuO等杂质，因而与石英玻璃等氧化硅系玻璃相比较，化学耐久性较差。因此，存在如下问题，即，由于高湿度环境，使得玻璃基板中的铜离子等与大气中的水分发生化学反应，从而表面会形成结晶物进而导致产生微小异物。可以判断出，这样的微小异物成为了进一步阻碍使用由等离子聚合法而形成的接合膜来进行接合的重要原因。并且，如果从接合后的状态下发生了异物析出，则还存在如下的问题，S卩，易于发生在接合表面处的剥离、或者根据部位的不同而接合面翘起导致产生空隙，进而会导致接合膜的粘合性变差。另一方面，在通过本申请的发明人的研究等而获得的见解中，在将线性膨胀系数不同的水晶与如上所述的不具有硅基、或者不以二氧化硅(SiO2)为主成分的玻璃等透光性基板相接合而形成的光学元件中，当将其组装于投影仪、数码照相机、光拾波装置等产品中使用时，会出现以下的问题。即，在水晶与所述透光性基板中，由于线性膨胀系数不同，因而根据产品的使用温度(工作温度范围)从而由热膨胀系数的不同所引起的伸缩量不同，由此会产生热变形。并且，由于对水晶与所述透光性基板进行接合的接合膜不能与所述透光性基板形成硅氧烷(Si-O-Si)键，所以无法确保接合可靠性。因此，会产生如下问题，即，不能承受因温度变化而发生的热变形，而会发生从接合表面的脱离等，从而无法获得足够的接合强度。所以，存在水晶与所述透光性基板在接合表面处产生剥离等，从而作为光学元件无法确保足够的光学特性与足够的可靠性的问题。也就是说，确认了如下的问题，S卩，当对异种材料的基板之间进行接合时，在基板的主成分不为二氧化硅(SiO2)或者基板不以硅基为骨架的情况下，难以获得足够的接合强度。并且，在使用通过等离子聚合法而设置的接合膜的接合方法中，为了提高基板之间的接合强度，需要提供能够确保进行接合的膜面的平坦度(翘曲较小)、或者聚合膜的柔软性的制造方法。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种如下的附带接合膜的基板以及其制造方法，S卩，即使对于主成分不为二氧化硅(SiO2)、或者不以硅基为骨架的基板，也能够在对这些基板彼此间进行接合、或者对该基板与主成分为二氧化硅(SiO2)、或者以硅基为骨架的基板进行接合时，实现可靠的接合。应用例1本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，具备基板，其主成分不为二氧化硅、或者不以硅基为骨架；氧化硅膜，其通过气相沉积法而被邻接设置于该基板的表面上；接合膜，其通过等离子聚合法而设置，所述接合膜包括硅骨架，其含有硅氧烷(Si-O) 键，且结晶度为45%以下；脱离基，其结合于该硅骨架，其中，所述脱离基由有机基构成，所述接合膜为，当向其至少一部分区域供给能量时，通过存在于所述接合膜的表面附近的所述脱离基从所述硅骨架脱离，从而在所述接合膜的表面的所述区域上，产生所述基板与粘附物的粘合性，所述氧化硅膜的膜厚为，IOOnm以上2000nm以下。在该种结构的本应用例中，当在附带接合膜的基板上接合粘附物时，由于附带接合膜的基板具有通过等离子聚合法而设置的接合膜，因而附带接合膜的基板与粘附物之间的接合为，通过Si-O-Si的硅氧烷键而实现的牢固相互接合。而且，由于通过等离子聚合法而设置的接合膜没有流动性，所以能够避免因使用粘合剂而产生的不良现象，例如由于部位的不同从而接合厚度不均勻进而导致波面像差等的精度不良现象。并且，由于接合膜具有弹性，所以即使进行接合的两构件的线性膨胀系数不同，也能够进行应对。并且，由于通过等离子聚合法而设置的接合膜具有耐热性以及耐高湿环境性，所以附带接合膜的基板即使处于高温高湿环境下也能够很好地被应用。而且，由于在主成分不为二氧化硅(SiO2)、或者不以硅(Si)键为骨架的基板上，通过气相沉积法而设置有氧化硅膜，因而通过氧化硅膜而阻碍了例如铜离子、以及由其它杂质构成的异物从基板的表面析出。因此，不会出现接合膜的接合因析出异物而被阻碍的现象，且不会出现接合部分的剥离，从而能够获得高品质且稳定的接合。并且，特别是由于能够获得氧化硅分子为非晶态而填充率较高的膜，因而在基板中会注入微小的氧化硅分子， 从而分子间距离变小而能够获得较大的范德华力，因而基板与氧化硅膜的粘合性良好。与此相对，在专利文献2中，以与磷酸盐玻璃的基料中含有CuO而构成的基板接触的方式而形成有氧化钛的薄膜。但是，由于该氧化钛本身不是充分的非晶态结构，所以有可能出现CuO 等异物析出从而进行接合的膜剥离的现象。并且，专利文献2中的氧化钛膜( 截止构件) 与氧化硅膜相比较，该氧化钛膜与顶吸收玻璃构件之间的范德华力较小。因此，IR吸收玻璃构件与氧化钛膜之间的粘合强度较弱。并且，在本应用例中，由于通过形成氧化硅膜而能够实现与接合膜同样稳定的硅氧烷键，所以能够获得稳定的粘合性。并且，有时会出现通过在基板上形成氧化硅膜，从而在形成为平板状时会翘曲为凸状的现象。但是，通过具有弹力的接合膜，从而即使在基板上接合粘附物时，两构件也不会剥离。并且，由于随着基板被拉伸而粘附物也会同时发生翘曲，所以几乎不会产生依赖于氧化硅膜所引起的翘曲的波面像差。并且，在本应用例中，将氧化硅膜的膜厚设定为IOOnm以上2000nm以下。当氧化硅的膜厚小于IOOnm时，将无法通过氧化硅膜来抑制铜离子等异物从基板的表面析出。另一方面，当膜厚超过2000nm时，基板的翘曲将增大。并且，当通过例如蒸镀或者阴极真空喷镀成膜来形成氧化硅膜时，由于吸附有溅沫等异物，从而会在表面上产生突起，进而导致表面精度变差，使接合强度变得不足。所以，通过将氧化硅膜的膜厚设为IOOnm以上2000nm以下，从而能够牢固地接合基板与粘附物。此外，即使在通过接合膜而贴合了基板与粘附物之后，随着温度变化基板与粘附物由于线性膨胀系数的不同而伸缩量不同的情况下，也由于接合膜通过等离子聚合法而设置从而能够吸收由伸缩量的不同而导致的热变形。并且，在接合膜与氧化硅膜相邻接时，由于具有相同的硅骨架和氧骨架，所以能够形成强度非常大的共价键。所以，能够防止由热变形而导致的接合强度的降低。因此，由于即使存在温度变化也能够吸收热变形从而维持较强的接合强度，因而能够防止基板与粘附物的剥离，并能够发挥良好的光学特性。如上所述，本发明的附带接合膜的基板在粘附物的主成分不为二氧化硅、或者不以硅基为骨架的情况下，或者粘附物的主成分为二氧化硅、或者以硅基为骨架的情况下，均能够与粘附物可靠地接合。而且，本发明的接合膜可以以与氧化硅膜连续、或者不连续的形式而设置。即，在本发明中，既可以采用依次连续设置基板、氧化硅膜、接合膜的结构、也可以采用依次连续设置基板、氧化硅膜、光学功能膜、接合膜的结构。此时，作为光学功能膜，可以列举出UV截止滤波器膜、IR截止滤波器膜、UV-IR截止滤波器膜、偏振光分离膜等。应用例2本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，在从构成所述接合膜的全部原子中除去氢原子之后的原子中，硅原子的含有率和氧原子的含有率的总计为，10原子百分比以上90原子百分比以下。在该种结构的本应用例中，接合膜的硅原子与氧原子形成牢固的网，从而接合膜本身较为牢固。并且，该接合膜对基板与粘附物表现出特别高的接合强度。应用例3本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述接合膜中的硅原子和氧原子的丰度比为，3 7至7 3的范围。在该种结构的本应用例中，接合膜的稳定性增强，从而能够更加牢固地接合基板与粘附物。应用例4本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述脱离基为烷基。在该种结构的本应用例中，由于烷基的化学稳定性较高，所以作为脱离基而含有烷基的接合膜具有优异的耐候性以及耐药品性。应用例5本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述接合膜在至少存在于其表面附近的所述脱离基从所述硅骨架脱离之后，具有悬空键或者由羟基形成的活性键。在该种结构的本应用例中，附带接合膜的基板能够基于化学键而牢固地接合于粘附物上。应用例6本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述接合膜的主要材料为聚有机硅氧烷，所述聚有机硅氧烷以八甲基三硅氧烷的聚合物为主成分。在该种结构的本应用例中，由于八甲基三硅氧烷具有较为良好的柔软性，因而即
8使基板与粘附物的线性膨胀系数不同，也能够缓和随着两构件的热膨胀而产生的应力。并且，由于聚有机硅氧烷具有优异的耐药品性，所以附带接合膜的基板能够在长期暴露于药品等的环境下有效地应用。应用例7本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述基板为磷酸系玻璃基板。在该种结构的本应用例中，能够通过氧化硅膜来防止铜离子、以及由其它杂质构成的异物从磷酸系玻璃构件的表面析出的现象。因此，能够稳定通过等离子聚合法而设置的接合膜的接合强度。应用例8本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，在所述接合膜中，当将红外吸收光谱中属于硅氧烷键的峰强度设为1时，属于甲基的峰强度比为0. 05以上且0. 15以下。在该种结构的本应用例中，由于属于甲基的峰强度比为0.05以上，所以能够保持接合膜的柔软性。因此，能够防止由于线性膨胀系数的差异而导致基板与粘附物剥离的现象。应用例9本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，在所述接合膜中，当将红外吸收光谱中属于硅氧烷键的峰强度设为1时，属于Si-CH3键的峰强度比为0. 29以上且0. 76 以下。在该种结构的本应用例中，由于属于Si-CH3键的峰强度为0. 29以上，所以能够保持接合膜的柔软性。因此，能够防止由于线性膨胀系数的差异而导致基板与粘附物剥离的现象。应用例10本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述接合膜被等离子体活性化。在该种结构的本应用例中，通过由等离子体将接合膜活性化，从而能够只使接合膜的表面或者其附近活性化，因而能够减少接合膜内部的甲基的含有率的变化、即甲基的脱离。所以，能够在保持柔软性的状态下接合基板与粘附物。另一方面，例如，在通过UV而进行的活性化中，由于向接合膜内部也供给能量，因而内部的甲基将减少从而导致接合膜的质地坚硬。而且，难以控制内部的甲基量。应用例11本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述基板被应用于光学低通滤波器。在该种结构的本应用例中，当将粘附物设定为相位差板时，能够通过接合膜与氧化硅膜而强度较大地对基板与相位差板进行接合。所以，由于即使产生热变形基板与相位差板也不会剥离，所以能够很好地利用于光学低通滤波器。应用例12本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述基板被应用于偏振光分离元件。在该种结构的本应用例中，当将粘附物设定为相位差板时，能够通过接合膜与氧化硅膜而强度较大地对相位差板与基板进行接合。所以，由于即使产生热变形基板与相位差板也不会剥离，所以能够很好地利用于偏振光分离元件。应用例13本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，在所述基板中与所述接合膜对置的部分上，设置有偏振光分离膜，该偏振光分离膜由包括所述氧化硅膜和氟化镁的薄膜在内的多个层构成，并且，所述氧化硅膜邻接于所述接合膜。在该种结构的本应用例中，由于氧化硅膜邻接于接合膜，所以接合膜与偏振光分离膜之间能够形成强度较大的共价键。所以，能够防止基板与偏振光膜剥离的现象。应用例14本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述基板被应用于孔径滤波
ο在该种结构的本应用例中，当将粘附物设定为孔径滤波器用波长板时，能够通过接合膜与氧化硅膜而强度较大地对基板与孔径滤波器用波长板进行接合。所以，由于即使产生热变形基板与孔径滤波器用波长板也不会剥离，因而能够很好地利用于孔径滤波器。应用例15本应用例所涉及的附带接合膜的基板的特征在于，所述基板被应用于附带衍射光栅的波长板。在该种结构的本应用例中，当采用相位差板作为粘附物时，能够通过接合膜与氧化硅膜而强度较大地对基板与相位差板进行接合。所以，由于即使产生热变形基板与相位差板也不会剥离，因而能够很好地利用于附带衍射光栅的波长板。应用例16本应用例所涉及的附带接合膜的基板的制造方法的特征在于，在150°C以上 350°C以下的温度下，通过阴极真空喷镀或者蒸镀而在所述基板上形成所述氧化硅膜，并且，在40°C以上150°C以下的温度下，通过等离子聚合法而形成所述接合膜。在该种结构的本应用例中，通过在150°C以上350°C以下的温度下使用阴极真空喷镀或者蒸镀而在基板上形成氧化硅膜，从而使形成于基板上的氧化硅膜为硬化且致密的膜，由此能够充分地防止异物从基板的表面析出的现象。并且，为了形成接合膜，由于将温度设为40°C以上150°C以下，因而甲基的含有率在最佳范围内，从而能够使接合膜为柔软的膜。因此，当在基板上接合粘附物时，即使两张基板的线性膨胀系数不同，也能够充分地进行应对。


图1为表示具备本发明的第1实施方式所涉及的附带接合膜的基板的、光学元件的概要结构图。图2(A)为在光学元件的基板上所吸附的异物上设置了氧化硅膜的状态下的剖视图；图2(B)为在光学元件的基板上所吸附的异物上设置了氧化硅膜的状态下的俯视图。图3为表示光学元件的主要部分的分解剖视图。图4为本实施方式所使用的等离子聚合装置的概要图。图5(A)为表示接合膜被供给能量之前的状态的局部放大图；图5(B)为表示接合膜被供给能量之后的状态的局部放大图。图6为用于说明光学元件的制造方法的图。图7为用于说明光学元件的制造方法的图。图8为表示光学元件的改变例的概要结构图。图9为表示氧化硅膜的膜厚与翘曲以及接合强度之间关系的曲线图。图10为表示接合膜的成膜温度与甲(CH3)基的峰强度比之间的关系的曲线图。图11为表示接合膜的成膜温度与Si-CH3键的峰强度比之间的关系的曲线图。图12(A)为表示具备本发明的第2实施方式所涉及的附带接合膜的基板的、光学元件的概要结构图；图12(B)为表示光学元件的主要部分的放大剖视图。图13为表示接合膜的成形过程的概要图。图14为用于说明接合膜的活性化工序的概要图。图15为用于说明贴合工序的概要图。图16为用于说明切断工序的概要图。图17为用于说明组装工序的概要图。图18(A)为表示具备本发明的第3实施方式所涉及的附带接合膜的基板的、光学元件的概要俯视图；图18(B)为表示光学元件的概要结构图。图19为表示具备本发明的第4实施方式所涉及的附带接合膜的基板的、光学元件的概要结构图。图20为表示本发明所涉及的附带接合膜的基板的改变例的概要结构图。符号说明1:水晶双折射板；2 =IR吸收玻璃构件(基板)；3:相位差板(粘附物)；6:氧化硅膜；7:接合膜；21C :1/2波长板(粘附物)；22:第2玻璃基材(基板)
31 波长板(粘附物)；32:玻璃基材(基板)；41 相位差板(粘附物)；42:玻璃基材(基板)。
具体实施例方式下面根据附图，对本发明的第1实施方式进行说明。图1图示了具备本发明的第1实施方式所涉及的附带接合膜的基板的、光学元件的概要结构。在图1中，光学元件为，将水晶双折射板IUR吸收玻璃构件2、相位差板3以及水晶双折射板4层叠而构成的光学低通滤波器10。水晶双折射板1为由水晶形成的俯视呈矩形的平板构件，在其表面上形成有防反
11射涂膜。防反射涂膜的结构为，将由氧化硅等构成的低折射层、与由氧化钛等构成的高折射层以交替的方式而配置五层的结构。顶吸收玻璃构件2为消除红外线的构件，且为由以P2O5为主成分的磷酸系玻璃构件形成的俯视呈矩形的平板构件。顶吸收玻璃构件2为，主成分不为二氧化硅(SiO2)、即不具有硅基的基板。在磷酸系玻璃构件中，含有铜离子、钠离子、钙离子等多种杂质。相位差板3为顶吸收玻璃构件2的粘附物，且为由水晶形成的俯视呈矩形的平板构件。水晶双折射板4为由水晶形成的俯视呈矩形的平板构件，且在其表面上形成有 UV-IR截止涂层。该UV-IR截止涂层的结构为，将低折射层与高折射层交替配置例如39层的结构。IR吸收玻璃构件2与相位差板3通过接合部5而被相互接合。而且，IR吸收玻璃构件2与接合部5相当于本发明的附带接合膜的基板。接合部5具备氧化硅膜6，其邻接于顶吸收构件2的表面，并通过气相沉积法而形成；接合膜7，其为通过对氧化硅膜6与相位差板3进行分子结合的等离子聚合法而设置的膜。如后文所述，优选该接合膜7的主材料为聚有机硅氧烷。该聚有机硅氧烷为具有硅氧烷键的高分子化合物的总称，其中，优选八甲基三硅氧烷的聚合物为该聚有机硅氧烷的主成分。由于氧化硅膜6邻接于接合膜7而能够形成相互间同样稳定的硅氧烷键，所以获得了稳定的粘附力。硅氧烷键的结构为Si-O-Si、Si-Si、Si-OH-Si。水晶双折射板1与顶吸收玻璃构件2通过与接合部5相同结构的接合部(未图示)而被相互接合。相位差板3与水晶双折射板4利用通过等离子聚合法而设置的接合膜 (未图示)而被相互接合。在本实施方式中，水晶双折射板1与相位差板3均为，作为与顶吸收玻璃构件2 接合的接合对象的光学构件。接合膜7的平均厚度为IOnm以上IOOOnm以下，优选为50nm以上500nm以下。当
接合膜7的平均厚度小于IOnm时，接合膜7的弹性压缩量将变小，从而有可能会产生由于相位差板3的表面粗糙度和平坦性而未粘合的部位，进而导致无法获得足够的接合强度。 另一方面，当超过IOOOnm时，将容易发生接合膜7内部的凝集破坏，从而接合强度会降低。 接合膜7的表面粗糙度Ra为IOnm以下。并且，优选为，在从构成接合膜7的全部原子中除去氢原子之后的原子中，硅原子的含有率和氧原子的含有率的总计为，10原子百分比以上90原子百分比以下。而且，优选为，接合膜7中的硅原子和氧原子的丰度比为，3 7至7 3的范围。氧化硅膜6的膜厚为IOOnm以上2000nm以下。当氧化硅膜6的膜厚小于IOOnm 时，将无法通过氧化硅膜6来抑制铜离子等异物从顶吸收玻璃构件2的表面析出的现象。 另一方面，当膜厚超过2000nm时，顶吸收玻璃构件2的翘曲将变大。并且，当通过例如蒸镀或者阴极真空喷镀来形成氧化硅膜6时，发生蒸镀时的繃沸中的异物吸附的可能性将增大。并且，如果在这个异物上层叠氧化硅膜6，则在氧化硅膜6的表面上将产生突起，从而导致面精度变差。例如，如图2(A)、(B)所示，当在顶吸收玻璃构件2的异物9上设置氧化硅膜6，且在该氧化硅膜6上进一步形成了多层的光学功能膜6A时，突起6B会进一步变大。
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所以，当在顶吸收玻璃构件的异物上设置了厚度大于2000nm的氧化硅膜时，会由于突起而导致接合强度不足。如后文所述，氧化硅膜6通过蒸镀、阴极真空喷镀、CVD等气相沉积法而成膜于顶吸收玻璃构件2的表面上。图3为表示光学元件的主要部分的分解剖视图。在图3中，接合膜7被分为成膜时形成于相位差板3上的薄膜部71、和形成于氧化硅膜6上的薄膜部72。该薄膜部71、72通过图4中所示的等离子聚合装置而成形。图4为在本实施方式中所使用的等离子聚合装置的概要图。在图4中，等离子聚合装置100的结构为，具备腔室101;第1电极111以及第2 电极112，其分别被设置于该腔室101的内部；电源电路120，其对这些第1电极111和第 2电极112之间施加高频电压；气体供给部140，其将气体供给至腔室101的内部；排气泵 150，其排出腔室101内部的气体。第1电极111支撑作为成膜对象的相位差板3、和形成有氧化硅膜6的顶吸收玻璃构件2。电源电路120具备匹配箱121和高频电源122。气体供给部140具备储液部141，其储藏液状的膜材料；气化装置142，其对液状的膜材料进行气化以使变化为原料气体；储气瓶143，其储存载体气体。储存在该储气瓶 143中的载体气体通过电场作用而放电，并且，为了维持该放电而导入腔室101内的气体为例如氩气或氦气。这些储液部141、气化装置142以及储气瓶143与腔室101通过配管102而被连接在一起，从而将气体状的膜材料与载体气体的混合气体供给至腔室101的内部。被储藏在储液部141内的膜材料为，用于通过等离子聚合装置100，而在相位差板 3和形成有氧化硅膜6的顶吸收玻璃构件2上形成接合膜7的薄膜部71、72的原材料，并且该膜材料通过气化装置142被气化从而成为原料气体。作为该原料气体，可以列举出如甲基硅氧烷、六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、 十甲基四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、甲基苯基硅氧烷等有机硅氧烷， 三甲基镓、三乙基镓、三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、三甲基铟、三乙基铟、三甲基锌、三乙基锌这样的有机金属系化合物、各种烃系化合物、各种氟系化合物等，但尤其优选八甲基
三硅氧烷。使用此类原料气体而获得的接合膜7的薄膜部71、72为，这些原料聚合而形成的物质(聚合物)，即，由八甲基三硅氧烷等构成。聚有机硅氧烷通常表现防水性。但是，能够通过实施各种的活性化处理而较容易地使有机基脱离，从而能够变化为亲水性。由表现防水性的聚有机硅氧烷构成的薄膜部71、72，即使使其相互接触也会由于有机基而阻碍粘合，从而极难粘合。另一方面，由表现亲水性的聚有机硅氧烷构成的薄膜部 71、72，当使其相互接触时，能够特别容易地进行粘合。即，由于能够容易地进行防水性和亲水性的控制这一优点与能够容易地进行粘合性的控制这一优点相关联，因此在本实施方式中优选应用由聚有机硅氧烷构成的薄膜部71、72。而且，由于聚有机硅氧烷具有较好的柔软性，因而即使相位差板3和形成有氧化硅膜6的顶吸收玻璃构件2的线性膨胀系数不同， 也能够缓和随着在二者上产生的热膨胀而产生的应力。而且，由于聚有机硅氧烷具有优异的耐药品性，因而能够有效地应用于，如长期暴露于药品类等环境中的构件的接合。在聚有机硅氧烷中，尤其优选以八甲基三硅氧烷的聚合物为主成分的聚有机硅氧烷。由于以八甲基三硅氧烷的聚合物为主成分的接合膜7具有优异的粘合性，所以在本实施方式的接合方法中被优选使用。由于八甲基三硅氧烷的聚合物在常温下呈液状且具有适当的粘度，因而易于使用。该接合膜7包括硅骨架，其含有硅氧烷键，且结晶度为45%以下；脱离基，其结合于该硅骨架，并由有机基构成。在这里，脱离基由有机基构成，且优选为甲(CH3)基等的烷基。并且，接合膜7为，当向其至少一部分区域供给能量时，通过存在于接合膜7的表面附近的脱离基从硅骨架脱离，从而在接合膜7的表面的所述区域上，产生顶吸收玻璃基板2 与相位差板3的粘合性的膜。在图3中，接合膜7被分为，成膜时形成于相位差板3的薄膜部71、和形成于氧化硅膜6的薄膜部72。在这里，对薄膜部71的结构进行说明。此外，薄膜部72也为相同结构。如图5㈧所示，薄膜部71具有硅骨架7A，其含有硅氧烷(Si-O)键7B，并具有无规的原子结构；脱离基7C，其结合于该硅骨架7A。这种薄膜部71通过含有硅氧烷键7B 且具有无规的原子结构的硅骨架7A的影响，从而成为难以变形的牢固的膜。其原因被认为是，由于硅骨架7A的结晶性降低，因而难以产生晶界上的错位和偏差等缺陷的缘故。因此， 薄膜部71本身的接合强度、耐药品性以及尺寸精度较高，从而对于最终获得的接合膜7，也能够获得具有较高的接合强度、耐药品性以及尺寸精度的膜。这种薄膜部71在被供给能量时，脱离基7C将从硅骨架7A脱离，从而如图5 (B)所示，只在薄膜部71的表面或者表面附近产生悬空键的活性键7D。其中，作为活性键，也可以为羟基。并且，由此将在薄膜部71的表面上产生粘合性。当产生所述粘合性时，形成有薄膜部71的相位差板3能够以较高的尺寸精度有效地牢固接合于形成有薄膜部72的氧化硅膜6上。并且，这种薄膜部71为不具有流动性的固体状的膜。因此，与现有的、具有流动性的液状或者粘液状的粘合剂相比，薄膜部71的厚度与形状几乎不会发生变化。由此，接合膜7的尺寸精度明显高于现有技术。而且，由于不需要粘合剂硬化所需要的时间，从而能够在短时间内实现牢固的接合。而且，由于薄膜部71中的硅骨架7A的结晶度为45%以下、且更优选为40%以下， 因而硅骨架7A含有充分无规的原子结构。因此，所述硅骨架7A的特性显著化，从而薄膜部 71具有更为优异的尺寸精度以及粘合性。而且，由于薄膜部71具有硅骨架7A与氧骨架的活性键7D，因而与具有相同骨架的氧化硅膜6形成共价键，从而能够发挥较强的接合强度。接下来，对具备第1实施方式的附带接合膜的基板的、光学元件的制造方法进行说明。氧化硅膜的成膜工序首先，氧化硅膜6通过阴极真空喷镀或者蒸镀等气相沉积法而被形成在顶吸收玻璃构件2上。用于实施阴极真空喷镀和蒸镀的装置使用了公知的装置。根据需要，还可以通过离子辅助沉积来进行成膜。因此，向未图示的腔室中投入顶吸收玻璃构件2，并将该腔室内的温度设定为 1500C以上350°C以下，从而氧化硅膜6成膜在顶吸收玻璃构件2上。接合膜的成膜工序构成接合膜7的薄膜部71、72分别形成于相位差板3的一个表面、以及在顶吸收玻璃构件2上所形成的氧化硅膜6上。成膜温度为40°C以上150°C以下。在这里，在红外线吸收光谱测定中，当将属于硅氧烷键(Si-O-Si)的峰强度设为1时，属于接合膜7的甲 (CH3)基的峰强度比优选为0. 05以上且0. 15以下，或者属于Si-CH3键的峰强度比优选为 0. 29以上且0. 76以下。以下，对薄膜部71、72的成膜顺序进行说明。在该聚合膜形成工序中，通过等离子聚合装置100的腔室101的第1电极111，而使相位差板3以及形成有氧化硅膜6的顶吸收玻璃构件2被保持，并且在向腔室101的内部导入氧气的同时从电源电路120向第1电极111和第2电极112之间施加高频电压，从而相位差板3和成膜有氧化硅膜6的顶吸收玻璃构件2被活性化。之后，气体供给部140工作并向腔室101内部供给原料气体与载体气体的混合气体。混合气体被填充至腔室101内部，如图6(A)所示，混合气体暴露于相位差板3的一个表面和在顶吸收玻璃构件2上形成的氧化硅膜6上。成膜时的腔室101的压力为133. 3X Kr6 13331 (1 X 1(Γ6 IOTorr)左右。原料气体流量优选为0. 5 200SCCm左右。载体气体流量优选为5 750SCCm左右。处理时间优选为1 10分钟左右。通过在第1电极111与第2电极112之间施加高频电压，从而存在于这些电极111、 112之间的气体分子电离，从而产生等离子体。如图6(B)所示，通过该等离子体的能量而使原料气体中的分子进行聚合，从而使聚合物吸附、堆积在相位差板3的一个表面和在顶吸收玻璃构件2上形成的氧化硅膜6上。由此，如图6(C)所示，在相位差板3的一个表面和 IR吸收玻璃构件2上的氧化硅膜6之间形成接合膜7的薄膜部71、72。表面活性化工序之后，如图6(D)所示，薄膜部71、72被活性化从而表面被活性化。在表面活性化工序中，例如可以使用照射等离子体的方法以及其它方法等。在该表面活性化工序中，为了使薄膜部71、72的表面有效地活性化，从而优选使用照射等离子体的方法。作为等离子体，能够使用氧气、氩气、氮气、空气、水等中的单独一种、或者两种以上的混合物。在这些物质中，优选使用氧气。通过使用这种等离子体，由于仅使薄膜部71、72的表面或者表面附近活性化，所以能够防止接合膜内部的甲(CH3)基的脱离，从而能够在保持柔软性的状态下进行接合。并且，能够消除较广范围内的偏差，并能够以更短时间来进行处理。通过该种方式被活性化的薄膜部71、72的表面上，一部分的甲(CH3)基脱离，从而形成为Si-或者导入羟基的Si-OH。贴合工序薄膜部71、72的表面被活性化了的、相位差板3与形成在顶吸收玻璃构件2上的氧化硅膜6，被相互贴合从而被一体化(贴合工序)。即，如图7(A)、(B)所示，相位差板3以及形成在顶吸收玻璃构件2上的氧化硅膜 6，以分别使接合膜7的薄膜部71、72对置的状态而被相互压挤。表面被活性化的薄膜部71、72由于其活性状态随着时间推移而缓和，因而在表面活性化工序结束之后迅速转入贴合工序。通过使薄膜部71、72贴合，从而使这些膜相互接合。该接合被推测为是基于如下的⑴或O)、或者⑴以及(2)的机理的接合。(1)使两个基板彼此之间、在本实施方式中为使相位差板3与形成在顶吸收玻璃构件2上的氧化硅膜6被贴合时，分别存在于各个接合膜7的薄膜部71、72的表面上的羟基将会相互邻接。这些相互邻接的羟基通过氢键相互吸引，从而在羟基之间产生引力。并且，通过该氢键而相互吸引的羟基根据温度条件并随着脱水缩合而从表面脱离。其结果为，在两个薄膜部71、72之间的接触边界上，脱离的羟基所结合的结合键相互结合。(2)当顶吸收玻璃构件2与相位差板3被贴合时，在薄膜部71、72的表面或者表面附近产生的未饱和的结合键(悬空键)相互再结合。由于在薄膜部71与薄膜部72之间以相互重合(交错)的方式而复杂地生成该再结合，所以在接合界面上形成网状的键。由此，设置有薄膜部72的氧化硅膜6与设置有薄膜部71的相位差板3直接接合，从而各个薄膜部71、72被一体化。加压工序在本实施方式中，如图7 (C)所示，在贴合工序之后，根据需要，对相位差板3和顶吸收玻璃构件2进行加压。通过被加压，使得两个薄膜部71和薄膜部72更加紧密地接触。 因此，分子之间距离进一步缩短，从而在结合的分子的数量增大的同时，一部分羟基之间的氢键变化为Si-O-Si的硅氧烷键，由此获得了牢固且稳定的键。由此，如图7(D)所示，制造出了光学低通滤波器的一部分。在相位差板3和顶吸收玻璃构件2被加压的状态下，薄膜部71、72成为一体从而构成接合膜7。加压工序中的加压压力根据相位差板3与顶吸收玻璃构件2的厚度尺寸、装置等条件而不同，但是优选1 IOMPa左右。而且，还可以在加压之后实施加热。对水晶双折射板1、以及接合有相位差板3的顶吸收玻璃构件2实施以上的工序。 即，在顶吸收玻璃构件2上形成未图示的氧化硅膜，并在该氧化硅膜和水晶双折射板1的一个表面上形成构成未图示的接合膜的薄膜部，从而使这些构件被接合。并且，在相位差板3与水晶双折射板4上形成构成未图示的接合膜的薄膜部，从而使这些构件被接合。通过实施以上的工序，从而制造出光学低通滤波器。而且，本发明的附带接合膜的基板，也可以采用如图8所示的结构。图8为表示光学元件的改变例的概要结构图。也就是说，附带接合膜的基板也可以采用如下结构，即，在顶吸收玻璃构件2的水晶双折射板1 一侧的外表面上，具有用于消除红外线的红外线吸收膜8。该红外线吸收膜8为形成多层的电介质膜的结构，可以使用公知的膜。通过以上结构的本实施方式，能够实现以下的作用效果。
(1)在顶吸收玻璃构件2上形成氧化硅膜6，该氧化硅膜6与水晶的相位差板3 通过接合膜7而分子接合。因此，由于氧化硅膜6与相位差板3通过Si-O-Si的硅氧烷键而被相互牢固地接合，所以不需要使用粘合剂。因此，接合厚度均勻从而能够防止产生波面像差。并且，由于接合膜7具有弹力，因而即使在将线性膨胀系数不同的顶吸收玻璃构件2 与相位差板3进行接合时，也难以产生因温度变化等而导致的接合部分剥离的现象。而且， 由于即使铜离子、或由其它杂质构成的异物欲从顶吸收玻璃构件2的表面析出时也被氧化硅膜6所阻碍，因而异物不会进入接合膜7，从而接合部分不会剥离。(2)接合膜7的主要材料为聚有机硅氧烷，且所述聚有机硅氧烷以八甲基三硅氧烷的聚合物为主成分。此时，由于八甲基三硅氧烷比较富于柔软性，因而能够缓和随着顶吸收玻璃构件2与相位差板3的线性膨胀系数的不同而产生的应力，除此之外，由于聚有机硅氧烷本身具有优异的耐药品性，因而能够提高顶吸收玻璃构件2和相位差板3的耐药品性。(3)由于将氧化硅膜6的膜厚设为IOOnm以上2000nm以下，因而能够在抑制铜离子等异物的析出的同时，使之具有足够的接合强度。(4)由于在顶吸收玻璃构件2上通过阴极真空喷镀或者蒸镀的气相沉积法而对氧化硅膜6进行成膜时，将温度设定为150°C以上350°C以下，因而能够使氧化硅膜6成为硬化且致密的膜，进而充分防止异物从顶吸收玻璃构件2的表面析出的现象。并且，由于在形成接合膜7时，将温度设定为40°C以上150°C以下，因而能够使接合膜7具有适当的柔软性。其中，将成膜温度设定为40°C以上是作为成膜装置能够对基材表面温度稳定地进行温度控制的下限而设置的条件，在20°C左右的室温下进行成膜也不会有问题。(5)由于将接合膜7分成两个薄膜部71、72，且其中使薄膜部72形成在顶吸收玻璃构件2的氧化硅膜6上、使薄膜部71形成在相位差板3上，因此，由于加压接合的部分为相同材质的膜，因而能够更加牢固地接合。(6)在接合膜7上，当将红外吸收光谱测定中属于硅氧烷(Si-O-Si)键的峰强度设为1时，使属于甲(CH3)基的峰强度比为0.05以上且0.15以下。并且，使属于Si-CH3键的峰强度比为0.四以上且0. 76以下。此时，由于属于甲(CH3)基的峰强度比为0.05以上、或者属于Si-CH3键的峰强度比为0. 以上，所以能够保持接合膜7的柔软性。而且，具有以下关系，即，当接合膜7的成膜温度较高时，属于甲(CH3)基的峰强度比以及属于Si-CH3键的峰强度比将降低。(7)使线性膨胀系数不同的相位差板3与顶吸收玻璃构件2通过接合膜7而进行分子接合。因此，即使由于温度变化而在相位差板3与顶吸收玻璃构件2上产生了因伸缩量不同而导致的热变形，接合膜7也能够吸收该热变形。此外，将接合膜7与氧化硅膜6以邻接的方式而接合。由此，由于接合膜7与氧化硅膜6具有相同的硅骨架和氧骨架，因而能够形成非常强的共价键。所以，由于即使产生热变形也能够防止接合强度降低，因而能够防止相位差板3与顶吸收玻璃构件2剥离的现象。(8)通过在从构成接合膜7的全部原子中除去氢原子之后的原子中，将硅原子的含有率和氧原子的含有率的总计设为10原子百分比以上90原子百分比以下，从而使接合膜7的硅原子和氧原子形成牢固的网。由此，使得接合膜7本身形成为牢固的膜。并且，该
17接合膜7对顶吸收玻璃构件2以及相位差板3表现出特别高的接合强度。(9)通过将接合膜7中的硅原子和氧原子的丰度比设为3 7至7 3的范围， 从而能够提高接合膜7的稳定性。由此，能够更加牢固地对顶吸收玻璃构件2与相位差板 3。(10)在接合膜7中，通过将脱离基设定为烷基，从而使膜具有优良的耐候性以及耐药品性。(11)在接合膜7中，在至少存在于其表面附近的脱离基7C从硅骨架脱离之后，具有悬空键或者由羟基构成的活性键7D。由此，使得顶吸收玻璃构件2与相位差板3基于化学键而牢固地接合。(12)由于在磷酸玻璃构件的顶吸收玻璃构件2的表面上设置氧化硅膜6，因而能够防止铜离子、或由其它杂质构成的异物从表面析出的现象。因此，能够稳定接合膜7的接合强度。(13)由于通过使用等离子体使接合膜7活性化，能够仅使接合膜7的表面或者其附近活性化，所以能够减少接合膜7的内部的甲基的脱离。因此，能够在保持柔软性的状态下对顶吸收玻璃构件2与相位差板3进行接合。下面，根据实施例对上述的第1实施方式的效果进行验证。首先，对氧化硅膜6的膜厚与翘曲之间的关系以及氧化硅膜6与接合强度之间的关系进行说明。在本实施例中，在以下的条件下通过利用离子辅助沉积而在顶吸收玻璃构件2上对氧化硅膜6进行成膜。成膜条件成膜温度150°C加速电压1000V加速电流1200mA速度7A/secIR吸收玻璃构件2的条件厚度0. 30mm大小边长为40mm的正方形图9为表示氧化硅膜的膜厚与翘曲以及接合强度之间的关系的曲线图。其中，利用高精度平坦度测试仪(型号FT-900 株式会社尼德克)对翘曲进行测定，利用拉伸强度测试仪(型号AGS-H 株式会社岛津制作所)对接合强度进行测定。在图9中，翘曲以与氧化硅膜的膜厚成正比的形式而增大。例如，当氧化硅膜为 500nm时翘曲为36. 7μ，当为IOOOnm时翘曲为73. 5 μ，当为2000nm时翘曲为147. 1μ，当为 3000nm时翘曲为220. 7 μ，当为4000nm时翘曲为四4. 3 μ。另一方面，当氧化硅膜为Onm(无薄膜)时接合强度(拉伸粘合强度)为lkgf/cm2，当氧化硅膜为IOnm时接合强度为82kgf/ cm2(kgf/cm2 = 9. 80665N/cm2)，当氧化硅膜为20nm时接合强度为144kgf/cm2，当氧化硅膜为50nm时接合强度为153kgf/cm2，当氧化硅膜为IOOnm时接合强度为164kgf/cm2，当氧化硅膜为200nm时接合强度为17^gf/cm2，当氧化硅膜为500nm时接合强度为16;3kgf/cm2，当氧化硅膜为IOOOnm时接合强度为13^gf/cm2，当氧化硅膜为1500nm时接合强度为139kgf/cm2，当氧化硅膜为2000nm时接合强度为l(^kgf/cm2，当氧化硅膜为2500nm时接合强度为 85kgf/cm2,当氧化硅膜为3000nm时接合强度为84kgf/cm2，当氧化硅膜为3500nm时接合强度为60kgf/cm2，当氧化硅膜为4000nm时接合强度为49kgf/cm2。即，虽然当氧化硅膜变厚时，翘曲以与之成比例的方式而增大，但是在膜厚达到200nm之前接合强度增大，而当膜厚超过200nm后接合强度将减小。当氧化硅膜6的膜厚超过2000nm时，由于氧化硅膜6的应力和表面粗糙度、蒸镀时的繃沸中的异物的吸附等，从而变得无法获得足够的接合强度。在这里，接合强度作为实用强度，优选为拉伸粘合强度(以JIS K 6848为基准)在 100kgf/cm2以上。因此优选为，氧化硅膜6的膜厚为20nm以上且2000nm以下。另一方面， 为了防止从顶吸收玻璃构件2上的铜离子等异物的析出，需要使氧化硅膜的膜厚为IOOnm 以上。其结果为，在本实施方式中，氧化硅膜的膜厚的最佳值为IOOnm以上且2000nm以下。对上述的使形成有氧化硅膜的顶吸收玻璃构件经由接合膜而与相位差板接合的实施例的、透过波面PV进行测定的结果，平均为0. 8 λ ( λ = 632. 8nm)。相对于此，对使形成有氧化硅膜的顶吸收玻璃构件经由粘合剂而与相位差板接合的比较例中的透过波面PV 进行测定的结果，波面像差为3. 4λ，从而可以看出与使用了接合膜的实施例相比其波面像差较大。接下来，对接合膜的成膜温度、与将红外吸收光谱测定中属于硅氧烷(Si-O-Si) 键的峰强度设为1时属于甲(CH3)基的峰强度比、或者属于Si-CH3键的峰强度比之间的关系进行说明。在成膜装置中所使用的气体为Si、Ar、O2，其流量中Si为30sCCm、Ar为30sCCm、A 为Osccm，其压力为4Pa，POWER(电功率)为250W。而且，在成膜之前实施活性化工序。作为其条件，导入气体为O2，其流量为20SCCm，POWER为50W，压力为4Pa、时间为30秒。在以上的条件下，改变成膜温度，并观察此时的属于甲(CH3)基的峰强度比与属于 Si-CH3键的峰强度比之间的关系。图10为表示成膜温度与属于甲(CH3)基的峰强度比之间的关系的曲线图，图11为表示成膜温度与属于Si-CH3键的峰强度比之间的关系的曲线图。在这些曲线图中，记录的是实验获得的数据的平均值。在图10中，随着成膜温度升高甲(CH3)基的峰强度比降低。例如，成膜温度为40°C 时甲(CH3)基的峰强度比为0. 15，成膜温度为50°C时甲(CH3)基的峰强度比为0. 15，成膜温度为60°C时甲(CH3)基的峰强度比为0. 15，成膜温度为70°C时甲(CH3)基的峰强度比为 0. 147，成膜温度为80°C时甲(CH3)基的峰强度比为0. 144，成膜温度为90°C时甲(CH3)基的峰强度比为0. 142，成膜温度为100°C时甲(CH3)基的峰强度比为0. 14，成膜温度为140°C 时甲(CH3)基的峰强度比为0.07，成膜温度为150°C时甲(CH3)基的峰强度比为0. 05，成膜温度为160°C时甲(CH3)基的峰强度比为0.04，成膜温度为170°C时甲(CH3)基的峰强度比为 0. 033。在图11中，随着成膜温度升高，属于Si-CH3键的峰强度比降低。例如，当成膜温度为40°C时，属于Si-CH3键的峰强度比为0. 76 ；当成膜温度为50°C时，属于Si-CH3键的峰强度比为0. 755 ；当成膜温度为60°C时，属于Si-CH3键的峰强度比为0. 75 ；当成膜温度为 70°C时，属于Si-CH3键的峰强度比为0. 74 ；当成膜温度为80°C时，属于Si-CH3键的峰强度比为0. 72 ；当成膜温度为90°C时，属于Si-CH3键的峰强度比为0. 68 ；当成膜温度为100°C时，属于31-013键的峰强度比为0. 64;当成膜温度为140°C时，属于Si-洱键的峰强度比为 0. 33 ；当成膜温度为150°C时，属于31-013键的峰强度比为0. 29 ；当成膜温度为160°C时，属于51-013键的峰强度比为0. 25 ；当成膜温度为170°C时，属于31-013键的峰强度比为0. 22。在这里，由于当成膜温度较高时，甲(CH3)基以及Si-CH3键将会分解，因而接合膜会被氧化从而氧化硅的比率增加，因此，由于接合膜本身将变硬以导致柔软性不足，因而在为了进行接合而对构件之间实施加压时会产生故障。因此，当检验各个成膜温度下的聚合膜的硬度时，发现40°C以上150°C以下的成膜温度足以维持接合膜的柔软性。当成膜温度超过150°C时，由于聚合膜会过硬，从而将会变成与现有技术的直接接合(氧化硅系玻璃的镜面之间的接合)相同的接合面，从而如果不大幅度地提高接合膜的平坦性则无法进行接合。因此，成膜温度在40°C以上150°C以下时，甲(CH3)基的峰强度比为0.05以上且 0. 15以下，Si-CH3键的峰强度为0. 以上且0.76以下。换句话说，即可以看出甲(CH3)基的峰强度比为0. 05以上时或者Si-CH3键的峰强度比为0. 29以上时，接合膜7具有对于接合而言的适当值。第2实施方式下面根据图12至图16，对本发明的第2实施方式进行说明。图12(A)为表示具备本发明的第2实施方式所涉及的附带接合膜的基板的、光学元件的概要结构图，图12(B)为表示光学元件的主要部分的放大剖视图。第2实施方式例示了被称为PS变换元件的偏振光分离元件20以作为光学元件。 该偏振光分离元件20例如被组装在液晶投影装置中而使用。在图12(A)、(B)中，第2实施方式的偏振光分离元件20层叠有第1玻璃基材23 以及第2玻璃基材22，其中，第2玻璃基材22作为经由偏振光分离变换层21或者反射膜 24而被接合的基板。并且，第2玻璃基材22为，主成分不为二氧化硅、或者不以硅基为骨架的构件，例如为磷酸系玻璃构件。在第1玻璃基材23以及第2玻璃基材22中，其光入射侧的平面25A与光出射侧的平面25B被平行配置，并且反射膜M和偏振光分离变换层21以相对于这些平面25A、25B 成45°角度的方式而被相互平行地配置。如图12 (A)所示，偏振光分离变换层21将入射的光束(S偏振光和P偏振光)分离为S偏振光和P偏振光，其中，S偏振光反射，P偏振光作为S偏振光而出射。如图12(B)所示，偏振光分离变换层21具备偏振光分离膜21A，其与第2玻璃基材22邻接接合；氧化硅膜21B，其被层叠在第1玻璃基材23上；1/2波长板21C，其作为被接合于这些偏振光分离膜21A以及氧化硅膜21B上的粘附物。偏振光分离膜21A是通过在第2玻璃基板22的表面上，交替层叠多层高折射率材料和低折射率材料而构成的。作为高折射率材料的种类，能够使用如下的膜，即，由La(镧)和Ti (钛)的混合氧化物构成的钛酸镧膜、由La和Al (铝)的混合氧化物构成的铝酸镧膜、以及Ta205、TiO2, Nb2O5^Al2O3等的各种高折射率膜。作为低折射率材料的种类，能够使用由二氧化硅构成的SiO2膜、由氟化镁(MgF2) 构成的MgF2膜等的各种低折射率膜。CN 102259445 A
说明书
18/21页当从这些材料中适当选择出高折射率材料和低折射率材料并层叠多层时，在偏振光分离膜21A和1/2波长板21C的界面一侧的偏振光分离膜21A的最外层上，配置有由SiO2 膜构成的与第1实施方式相同的、未图示的氧化硅膜。并且，在偏振光分离膜21A和第2玻璃基材22的界面一侧的偏振光分离膜21A的最外层上，也配置有与第1实施方式相同的未图示的氧化硅膜。这些最外层的氧化硅膜可以通过如下方式而形成，S卩，当选择由由二氧化硅构成的S^2膜作为所述高折射率材料与所述低折射率材料的交互层的所述低折射率材料时，以使该S^2膜位于相互交替的层中的最外层的方式来进行层叠。1/2波长板21C通过与第1实施方式相同的接合膜^A、26B而被接合在偏振光分离膜21A以及氧化硅膜21B之间。即，偏振光分离膜21A被设置于，第2玻璃基材22中与接合膜26A对置的部分上。在图12㈧中，反射膜M为折射率不同的电介质的多层膜，例如由氧化钽(Ta05)、 氧化硅膜所构成。此外，反射膜M通过与偏振光分离变换层21相同的固定方法而被接合在第1玻璃基材23以及第2玻璃基材22上。所以，反射膜M使被偏振光分离膜21A反射出的S偏振光成分反射而使传播方向转向90°，从而自光出射侧的平面25B出射。偏振光分离元件的制造方法接下来，根据图13至17，对第2实施方式中的光学元件的制造方法进行说明。图 13为表示接合膜的成形顺序的概要图。图14为用于说明接合膜的活性化工序的概要图。 图15为用于说明贴合工序的概要图。图16为用于说明切断工序的概要图。图17为用于说明组装工序的概要图。光学功能膜形成工序预先准备用于形成第1玻璃基材23的长方形光学单元23A以及用于形成第2玻璃基材22的长方形光学单元22A。并且，在长方形光学单元23A的一个表面上形成氧化硅膜21B之后，如图13 (A)、 (B)、(C)所示，在被设置在长方形光学单元23A上的氧化硅膜21B上，形成有接合膜26A (参照图1幻。具体来说，如图13(A)所示，将设置在长方形光学单元23A上的氧化硅膜21B的最上层暴露于混合气体中。由此，如图13(B)所示，聚合物吸附并堆积在氧化硅膜21B的最上层表面上。并且， 如图13(C)所示，在氧化硅膜21B的最上层上形成了薄膜部^Bl。表面活性化工序之后，如图14(A)所示，例如通过等离子照射而使薄膜部^Bl的表面被活性化。贴合工序长方形光学单元23A的氧化硅膜21B上所形成的薄膜部^Bl和长方形光学单元 22A被贴合在一起。在这里，虽然省略了图示，但在长方形光学单元22A上，预先在偏振光分离膜21A 上经由接合膜26B而层叠有1/2波长板21C，并在1/2波长板21C上进一步形成有被活性化了的薄膜部26B2。并且，如图14 (B)所示，形成于1/2波长板21C上的薄膜部与形成于氧化硅膜21B上的薄膜部^Bl相互对置。所以，如图15(A)、(B)所示，长方形光学单元23A的薄膜部^Bl与长方形光学单元22A的薄膜部被接合。所以，形成接合膜^5B。而且，在本实施方式中，反射膜M被形成在其间设置有偏振光分离膜21A的长方形光学单元23A、22A上。具体来说，在长方形光学单元22A上通过蒸镀等形成反射膜24，并以连接于该反射膜M的最上层的方式而形成有未图示的接合膜。长方形光学单元23A被贴合在该接合膜上。在进行贴合时，其间设置有偏振光分离膜21A的长方形光学单元23A、 22A以其端部错位的状态而进行贴合(参照图16(A))。切断工序接下来，层叠了多张的长方形光学单元23A、22A被切割为预定形状。如图16(A)所示，长方形光学单元23A、22A以其端部错位的状态而被层叠。并且， 如图16(B)所示，被层叠的长方形光学单元23A、22A沿着相对于其平面呈45°的方向L而以预定间隔为单位被切断。在图17(A)中图示了被切断的一个单元27。如图17(A)所示，单元27的截面被设定为平行四边形。而且，其结构为，在单元27 上以预定间隔为单位而配置有偏振光分离变换层21和反射膜M的结构被。之后，单元27 沿着相对于其平面垂直的方向Vl被切断。相位差设置工序如图17(B)所示，被切断的单元27被左右排列并接合，从而形成了偏振光分离元件20。在以上的结构的第2实施方式中，能够实现以下的作用效果。(14)通过接合膜^B而将形成在第1玻璃构件23上的氧化硅膜21B和1/2波长板21C进行接合。因此，能够较大强度地接合第1玻璃基材23与1/2波长板21C。(15)并且，由于最外层上具有氧化硅膜的偏振光分离膜21A和1/2波长板21C均通过接合膜26A而进行了接合，所以能够较大强度地接合偏振光分离膜21A和1/2波长板 21C。所以，由于即使产生热变形也能够维持良好的接合强度，因而能够防止第1玻璃基材23和偏振光分离膜21A与1/2波长板21C剥离。第3实施方式接下来，根据图18对本发明的第3实施方式进行说明。图18(A)为表示具备本发明的第3实施方式所涉及的附带接合膜的基板的、光学元件的概要俯视图。图18(B)为表示该光学元件的概要结构图。第3实施方式例举了孔径滤波器30以作为光学元件。该孔径滤波器30例如被组装于拾波装置等而使用。在图18(A)、⑶中，第3实施方式的孔径滤波器30层叠有作为粘附物的水晶波长板31、和作为基板的玻璃基材32。而且，玻璃基板32为，主成分不为二氧化硅、或者不以硅基为骨架的构件，例如为磷酸系玻璃构件。波长板31具备相位调制部件311和波长选择部件312。相位调制部件311为，使波长相互不同的多条光线中的全部波长的光线透过的部件，波长选择部件312为，阻止预定波长的光线透过的部件。在波长板31的玻璃基材32 —侧的面上，形成有氧化硅膜33。并且，在玻璃基板32的波长板31—侧的面上，也形成有氧化硅膜34。这些波长板31的氧化硅膜33与玻璃基材32的氧化硅膜34，通过与第1实施方式相同的接合膜35而被接合在一起。作为孔径滤波器30的制造方法，与第1实施方式相同，通过蒸镀等而使氧化硅膜 33、34分别被层叠于波长板31和玻璃基材32上。并且，在波长板31的氧化硅膜33和玻璃基板32的氧化硅膜34的双方上形成被活性化的薄膜部之后，通过贴合这些薄膜部从而形成接合膜35，由此制造出孔径滤波器30。在以上结构的第3实施方式中，能够实现以下的作用效果。(16)在波长板31以及玻璃基材32上分别层叠氧化硅膜33、34，并在这些氧化硅膜33、34之间形成接合膜35。因此，由于进一步提升了接合强度，且即使产生热变形也能够维持良好的接合强度，所以能够防止波长板31与玻璃基材32剥离。第4实施方式接下来，根据图19对本发明的第4实施方式进行说明。图19为表示具备本发明的第4实施方式所涉及的附带接合膜的基板的、光学元件的概要俯视图。第4实施方式例示了了附带衍射光栅的波长板40 (以下，简称为“波长板40”)以作为光学元件。该波长板40例如被组装于拾波装置等而使用。在图19中，第4实施方式的波长板40层叠有相位差板41，其由水晶构成，并作为粘附物；玻璃基材42，其作为与相位差板41接合的基板；偏振光元件43，其接合于相位差板41的、与玻璃基材42相反的一侧。而且，玻璃基材42为，主成分不为二氧化硅、或者不以硅基为骨架的构件，例如为磷酸系玻璃构件。偏振光元件43为，利用金属而形成有微小的周期图案的、所谓的线栅。在玻璃基材42的外表面上，形成有衍射光栅44。该衍射光栅44由在玻璃基材42 的表面上以预定间隔而形成的多个凸部构成。波长板40通过衍射光栅44将从光源50出射的出射光分离成三条光束。在相位差板41的玻璃基材42—侧的表面上，形成有与第1实施方式相同的氧化硅膜45，而在玻璃基材42的相位差板41 一侧的表面上，也形成有与第1实施方式相同的氧化硅膜46。这些相位差板41的氧化硅膜45与玻璃基材42的氧化硅膜46通过与第1实施方式相同的接合膜47而被接合在一起。在波长板40的制造方法中，与第3实施方式相同，通过蒸镀等而使氧化硅膜45、46 分别被层叠在相位差板41和玻璃基材42上。并且，在相位差板41的氧化硅膜45与玻璃基材42的氧化硅膜46的双方上形成被活性化了的薄膜部之后，使这些薄膜部被贴合，从而形成了接合膜47。在接合了相位差板41以及玻璃基材42之后，在相位差板41上形成偏振光元件 43，并在玻璃基材42上形成衍射光栅44，从而制造出波长板40。而且，作为偏振光元件43， 例如可以列举出由树脂构成的偏振光滤波器、或者由无机材料构成的无机偏振光板等。根据以上结构的第4实施方式，能够实现以下的作用效果。(17)在相位差板41和玻璃基材42上分别层叠氧化硅膜45、46，并在这些氧化硅膜45、46之间形成了接合膜47。因此，由于即使产生热变形也能够发挥良好的接合强度，所以能够防止相位差板41与玻璃基材42剥离。而且，本发明并不限定于上述实施方式，在能够达成本发明目的的范围内的变形、改良等也被包括在本发明的范围内。图20为表示本发明所涉及的附带接合膜的基板的改变例的概要结构图。例如，虽然在第1实施方式至第4实施方式中，是以磷酸系玻璃构件作为基板，但并不限定于此。基板也可以为混合了 SiO2和化03的硅酸硼玻璃，还可以为YAG(钇铝石榴石)基板。YAG基板为氧化钇(Y2O3)和氧化铝(Al2O3)的复合氧化物，其为无色透明的立方系结晶，形成为石榴石结构。并且，基板还可以为以硼酸(B2O5)为主成分的硼酸系玻璃基板。并且，在第1实施方式中，对包括顶吸收玻璃构件与水晶的光学构件(相位差板 3和水晶双折射板1)的光学元件进行了说明。但是，在本发明中，与顶吸收玻璃构件接合的接合对象并不限定于由水晶构成的构件，还可以为氧化硅系玻璃的光学构件。在这里，氧化硅系玻璃为，以氧化硅为主成分且以金属氧化物等为辅助成分的玻璃或者石英玻璃。而且，虽然在所述第1实施方式中，本发明应用在了对水晶双折射板、IR吸收玻璃构件、相位差板以及水晶双折射板这四个构件进行接合的结构中，但并不限定于此。例如， 在本发明中，还可以采用以下结构，即，对顶吸收玻璃构件和相位差板这两个构件进行接合，并将其它构件隔离配置。并且，还可以采用以下结构，即，对水晶双折射板、IR吸收玻璃构件以及相位差板这三个构件进行接合，并将水晶双折射板隔离配置。此外，虽然在第1实施方式至第4实施方式中，是在粘附物的一个表面上形成接合膜的薄膜部，并在基材上形成氧化硅膜和接合膜的薄膜部，但并不限定于此。在本发明中， 如果在基材上形成氧化硅膜，并在该氧化硅膜上形成接合膜，则在粘附物上不需要进行任何成膜。此时，对接合膜和粘附物的双方实施活性化工序。并且，例如如图20所示，本发明的附带接合膜的基板51还可以具有与第1实施方式相同的基板52、与第1实施方式相同的接合膜54、以及多层膜53。多层膜53包括与第1实施方式相同的氧化硅膜53A、53B ；以及设置于该氧化硅膜53A、5!3B之间的一层或多层中间膜53C。氧化硅膜53A为与基板52邻接的最外层。另一方面，优选氧化硅膜5 为与接合膜M邻接的最外层。形成中间膜53C的材料可以列举出氧化锌(ZnO2)、氧化钽(Tii2O5)、氧化钛(TiO2)寸。这样的多层膜53作为匹配膜而发挥功能。例如，能够进一步减少氧化硅膜5 与接合膜M的分界面上的反射。并且，本发明的附带接合膜的基板也能够适用于除了上述的光学低通滤波器等光学元件以外的装置中。本发明能够适用于光学低通滤波器、其它的设置有附带接合膜的基板的液晶投影仪、拾波装置、其它光学仪器。
权利要求
1.一种附带接合膜的基板，其特征在于，具备 基板，其主成分不为二氧化硅、或者不以硅基为骨架；氧化硅膜，其通过气相沉积法而被邻接设置于该基板的表面上； 接合膜，其通过等离子聚合法而设置， 所述接合膜包括硅骨架，其含有硅氧烷(Si-O)键，且结晶度为45%以下； 脱离基，其结合于该硅骨架， 其中，所述脱离基由有机基构成，所述接合膜为，当向其至少一部分区域供给能量时，通过存在于所述接合膜的表面附近的所述脱离基从所述硅骨架脱离，从而在所述接合膜的表面的所述区域上，产生所述基板与粘附物的粘合性，所述氧化硅膜的膜厚为，IOOnm以上2000nm以下。
2.如权利要求1所述的附带接合膜的基板，其特征在于，在从构成所述接合膜的全部原子中除去氢原子之后的原子中，硅原子的含有率和氧原子的含有率的总计为，10原子百分比以上90原子百分比以下。
3.如权利要求1或2所述的附带接合膜的基板，其特征在于，所述接合膜中的硅原子和氧原子的丰度比为，3 7至7 3的范围。
4.如权利要求1至3中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于， 所述脱离基为烷基。
5.如权利要求1至4中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于，所述接合膜在至少存在于其表面附近的所述脱离基从所述硅骨架脱离之后，具有悬空键或者由羟基形成的活性键。
6.如权利要求1至5中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于， 所述接合膜的主要材料为聚有机硅氧烷，所述聚有机硅氧烷以八甲基三硅氧烷的聚合物为主成分。
7.如权利要求1至6中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于， 所述基板为磷酸系玻璃基板。
8.如权利要求1至7中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于，在所述接合膜中，当将红外吸收光谱中属于硅氧烷键的峰强度设为1时，属于甲基的峰强度比为0. 05以上且0. 15以下。
9.如权利要求1至8中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于，在所述接合膜中，当将红外吸收光谱中属于硅氧烷键的峰强度设为1时，属于Si-CH3 键的峰强度比为0. 29以上且0. 76以下。
10.如权利要求1至9中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于， 所述接合膜被等离子体活性化。
11.如权利要求1至9中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于， 所述基板被应用于光学低通滤波器。
12.如权利要求1至9中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于， 所述基板被应用于偏振光分离元件。
13.如权利要求11所述的附带接合膜的基板，其特征在于， 在所述基板中与所述接合膜对置的部分上，设置有偏振光分离膜，该偏振光分离膜由包括所述氧化硅膜和氟化镁的薄膜在内的多个层构成，并且，所述氧化硅膜邻接于所述接合膜。
14.如权利要求1至9中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于， 所述基板被应用于孔径滤波器。
15.如权利要求1至9中任一项所述的附带接合膜的基板，其特征在于， 所述基板被应用于附带衍射光栅的波长板。
16.一种附带接合膜的基板的制造方法，其特征在于，如权利要求1至15中任一项所述的附带接合膜的基板的制造方法， 在150°C以上350°C以下的温度下，通过阴极真空喷镀或者蒸镀而在所述基板上形成所述氧化硅膜，并且，在40°C以上150°C以下的温度下，通过等离子聚合法而形成所述接合
全文摘要
本发明提供一种附带接合膜的基板及其制造方法，即使对主成分不为二氧化硅(SiO2)、或者不以硅基为骨架的基板，也能够在接合这些基板时，或者在接合该基板与主成分为二氧化硅(SiO2)、或者以硅基为骨架的基板时，实现可靠的接合。附带接合膜的基板具备IR吸收玻璃构件(2)，其主成分不为二氧化硅、或者不以硅基为骨架；氧化硅膜(6)，其通过气相沉积法而被邻接设置于IR吸收玻璃构件(2)的表面上；接合膜(7)，其通过等离子聚合法而被设置于氧化硅膜(6)上，其中，氧化硅膜(6)的膜厚为100nm以上2000nm以下。
文档编号C09J7/02GK102259445SQ20111009628
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月14日 优先权日2010年4月15日
发明者上原健彦, 宫原充, 松崎文武 申请人:精工爱普生株式会社