JP6226199B2 - Glass cell, liquid crystal element, and anodic bonding method - Google Patents
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本発明は、内部空間が形成されたガラスセル、及び、このガラスセルに液晶を封入してなる液晶素子、並びに、これらの製造に利用される陽極接合の方法に関する。 The present invention relates to a glass cell in which an internal space is formed, a liquid crystal element in which a liquid crystal is sealed in the glass cell, and an anodic bonding method used for manufacturing these.
周知のように、液晶レンズは、液晶に印加する電圧を制御することにより、その焦点距離を変化させることが可能な液晶素子である。この液晶レンズは、相互に積層され一体化されることで液晶を封入するための内部空間を形成する複数のガラス板やスペーサー、液晶に電圧を印加するための透明電極や、液晶分子の配向を制御するための配向膜等を有するガラスセルを備えている。 As is well known, a liquid crystal lens is a liquid crystal element that can change its focal length by controlling the voltage applied to the liquid crystal. This liquid crystal lens is laminated and integrated with each other to form a plurality of glass plates and spacers that form an internal space for enclosing the liquid crystal, a transparent electrode for applying a voltage to the liquid crystal, and the orientation of the liquid crystal molecules. A glass cell having an alignment film or the like for control is provided.
ガラスセルの製造工程においては、複数のガラス板やスペーサーを積層して一体化するために樹脂接着剤等を使用することもあるが、接着させた部位における気密性、耐熱性、耐湿性、耐薬品性が低い等の欠点がある。そこで、これらの欠点を解消するために、陽極接合（特許文献１を参照）を利用してガラスセルを製造する場合がある。ここで、陽極接合を実行する態様の一例を挙げる。 In the manufacturing process of a glass cell, a resin adhesive or the like may be used to stack and integrate a plurality of glass plates and spacers. However, airtightness, heat resistance, moisture resistance, There are drawbacks such as low chemical properties. Therefore, in order to eliminate these drawbacks, a glass cell may be manufactured using anodic bonding (see Patent Document 1). Here, an example of an embodiment for performing anodic bonding will be described.
まず、導電性を有する接合用膜が成膜された第一ガラス板と、この第一ガラス板と陽極接合させる対象となる第二ガラス板（例えば、ガラス製スペーサー）とを準備する。次に、第一ガラス板における接合用膜の上に第二ガラス板を重ねた後、さらに第二ガラス板の上に、導電性を有する膜が成膜されたダミー電極ガラスを重ねる。次に、ダミー電極ガラスで押圧しながら第一及び第二ガラス板を加熱して昇温させる。最後に、接合用膜をプラス側、ダミー電極ガラスに成膜された膜をマイナス側として直流電圧を印加する。これにより、第一ガラス板と第二ガラス板とが接合用膜を介して陽極接合される。 First, a first glass plate on which a conductive bonding film is formed and a second glass plate (for example, a glass spacer) to be anodically bonded to the first glass plate are prepared. Next, after the second glass plate is overlaid on the bonding film in the first glass plate, a dummy electrode glass having a conductive film formed thereon is overlaid on the second glass plate. Next, the first and second glass plates are heated and heated while being pressed with the dummy electrode glass. Finally, a DC voltage is applied with the bonding film as the positive side and the film formed on the dummy electrode glass as the negative side. Thereby, the first glass plate and the second glass plate are anodically bonded via the bonding film.
ところで、陽極接合において、接合用膜として使用される一般的な膜の一つにアルミニウム膜がある。しかしながら、このアルミニウム膜を使用した場合には、以下のような解決すべき問題が生じている。 Incidentally, an aluminum film is one of the common films used as a bonding film in anodic bonding. However, when this aluminum film is used, the following problems to be solved arise.
すなわち、アルミニウム膜は、陽極接合によって第二ガラス板とは良好に接合するものの、第一ガラス板への付着力が弱く、第一ガラス板から比較的容易に剥離してしまうという問題がある。例えば、ガラスセル、或いは、このガラスセルに液晶を封入してなる液晶レンズの温度が上昇した場合に、アルミニウム膜とガラスとの熱膨張係数の違いや、熱膨張時に作用する応力に起因して、第一ガラス板からのアルミニウム膜の剥離が発生する。そして、アルミニウム膜が剥離すると、剥離した部位を通じて内部空間に封入した液晶がガラスセルの外部へと漏れ出してしまい、液晶レンズとしての機能が失われるという致命的な欠陥が生じてしまう。 That is, although the aluminum film is bonded to the second glass plate satisfactorily by anodic bonding, there is a problem that the adhesive force to the first glass plate is weak and the aluminum film peels relatively easily from the first glass plate. For example, when the temperature of a glass cell or a liquid crystal lens formed by encapsulating liquid crystal in this glass cell rises, due to the difference in the thermal expansion coefficient between the aluminum film and glass and the stress acting during thermal expansion The peeling of the aluminum film from the first glass plate occurs. When the aluminum film is peeled off, the liquid crystal sealed in the internal space leaks to the outside of the glass cell through the peeled portion, resulting in a fatal defect that the function as the liquid crystal lens is lost.
上記のような事情に鑑みなされた本発明は、陽極接合を利用して製造されたガラスセルや、このガラスセルに液晶を封入してなる液晶素子について、ガラス板に成膜された接合用膜の剥離を防止すること、及び、この目的に適した陽極接合の方法を提供することを技術的課題とする。 This invention made | formed in view of the above situations is the film | membrane for joining formed into a film about the glass cell manufactured using anodic bonding, and the liquid crystal element formed by enclosing a liquid crystal in this glass cell. It is a technical problem to prevent the peeling of the metal and to provide a method of anodic bonding suitable for this purpose.
本発明の発明者等は、接合用膜として、Ｘの値が０．２を超え且つ０．９未満であるＡｌＮ（１−Ｘ）で構成された膜を使用することにより、上記の課題を解決できることを知見するに至った。すなわち、本来的には絶縁体であるＡｌＮ（窒化アルミニウム）について、窒素の含有量を調節することで、陽極接合を実行するために必要な導電性を確保しつつ、ガラスへの付着力を大幅に向上させ得ることを見出した。 The inventors of the present invention can solve the above problem by using a film made of AlN (1-X) having a value of X exceeding 0.2 and less than 0.9 as the bonding film. It came to know that it can be solved. In other words, by adjusting the nitrogen content of AlN (aluminum nitride), which is essentially an insulator, the adhesion necessary to glass is greatly increased while ensuring the conductivity necessary for anodic bonding. It has been found that it can be improved.
上記の課題を解決するために創案された本発明に係るガラスセルは、複数のガラス板と、複数のガラス板の間に配されるスペーサーを有し、ガラス板とスペーサーがこれらのいずれかに成膜された導電性を有する接合用膜を介して陽極接合されることにより、複数のガラス板とスペーサーが積層一体化されて内部空間が形成されたガラスセルにおいて、接合用膜が、Ｘの値が０．２を超え且つ０．９未満であるＡｌＮ（１−Ｘ）で構成されていることに特徴付けられる。 The glass cell according to the present invention created to solve the above problems has a plurality of glass plates and a spacer arranged between the plurality of glass plates, and the glass plate and the spacer are formed on any of these. In a glass cell in which an internal space is formed by stacking and integrating a plurality of glass plates and spacers by being anodically bonded through the conductive bonding film, the bonding film has an X value. It is characterized by being composed of AlN (1-X) that is greater than 0.2 and less than 0.9.
このガラスセルにおいては、接合用膜が、ガラスへの付着力が高いＡｌＮ（１−Ｘ）（Ｘの値は０．２を超え且つ０．９未満）で構成されている。そのため、ガラスセルの温度が上昇したような場合であっても、ガラス板とスペーサーのうち、接合用膜が成膜されたガラス板またはスペーサーから当該接合用膜が剥離してしまうような事態の発生を好適に防止することが可能となる。 In this glass cell, the bonding film is made of AlN (1-X) (the value of X is more than 0.2 and less than 0.9) having high adhesion to glass. Therefore, even if the temperature of the glass cell is increased, the bonding film is peeled off from the glass plate or the spacer on which the bonding film is formed, among the glass plate and the spacer. Generation | occurrence | production can be prevented suitably.
さらに、既に述べた事項と同一の理由により、上記のガラスセルと、このガラスセルの内部空間に封入された液晶とを備える液晶素子についても、ガラス板またはスペーサーに成膜された接合用膜の剥離を好適に防止することができる。 Furthermore, for the same reason as described above, a liquid crystal element including the glass cell and a liquid crystal sealed in the internal space of the glass cell is also used for a bonding film formed on a glass plate or a spacer. Peeling can be suitably prevented.
また、上記の課題を解決するために創案された本発明に係る陽極接合方法は、ガラス板と、スペーサーを積層させるに際し、これらのいずれかに成膜された導電性を有する接合用膜を介して陽極接合する方法において、接合用膜として、Ｘの値が０．２を超え且つ０．９未満であるＡｌＮ（１−Ｘ）で構成された膜を使用することに特徴付けられる。 In addition, the anodic bonding method according to the present invention, which was created to solve the above-described problems, is performed by using a conductive bonding film formed on any of these when laminating a glass plate and a spacer. In the method of anodic bonding, a film made of AlN (1-X) having a value of X exceeding 0.2 and less than 0.9 is used as the bonding film.
このような方法によれば、接合用膜として、ガラスへの付着力が高いＡｌＮ（１−Ｘ）（Ｘの値は０．２を超え且つ０．９未満）を使用していることにより、この方法を利用して製造したガラスセルや、当該ガラスセルに液晶を封入してなる液晶素子について、既に述べた事項と同一の作用・効果を得ることが可能である。 According to such a method, by using AlN (1-X) (the value of X is more than 0.2 and less than 0.9) having high adhesion to glass as a bonding film, With respect to a glass cell manufactured using this method and a liquid crystal element in which liquid crystal is sealed in the glass cell, it is possible to obtain the same actions and effects as those already described.
以上のように、本発明に係るガラスセルや、液晶素子によれば、ガラス板またはスペーサーに成膜された接合用膜の剥離を好適に防止することができる。また、本発明に係る陽極接合方法は、接合用膜がガラス板やスペーサーから剥離しにくいガラスセルや、液晶素子を製造する上で好適な方法とすることが可能である。 As described above, according to the glass cell and the liquid crystal element according to the present invention, peeling of the bonding film formed on the glass plate or the spacer can be suitably prevented. Moreover, the anodic bonding method according to the present invention can be a method suitable for manufacturing a glass cell or a liquid crystal element in which the bonding film is hardly peeled off from the glass plate or the spacer.
以下、本発明の実施形態に係るガラスセル、及び液晶素子、並びに陽極接合方法について添付の図面を参照して説明する。 Hereinafter, a glass cell, a liquid crystal element, and an anodic bonding method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
はじめに、本発明の実施形態に係る陽極接合方法を利用して、ガラスセル及び液晶素子としての液晶レンズを製造するための方法について説明する。 First, a method for manufacturing a glass cell and a liquid crystal lens as a liquid crystal element using an anodic bonding method according to an embodiment of the present invention will be described.
図１に示す第一の工程は、液晶に電圧を印加するためのＶ０電極１１、及び、液晶の配向を制御するための配向膜１２が成膜されたガラス板１と、中央部に円形の貫通穴２ａを有したガラス製のスペーサー２とを積層させる工程である。そして、ガラス板１とスペーサー２を積層させるに際し、ガラス板１に成膜された導電性を有する接合用膜３を介してガラス板１とスペーサー２を陽極接合する。
The first step shown in FIG. 1 includes a
ガラス板１について、Ｖ０電極１１は、ＩＴＯ膜（酸化インジウムスズ膜）で構成されると共に、平面視で円形の外周輪郭を有している。このＶ０電極１１は、ガラス板１の上面における中央部に成膜されている。配向膜１２は、ポリイミドで構成されると共に、Ｖ０電極１１の上面における中央部に成膜されている。なお、配向膜１２には、成膜後にラビング処理が施されている。
Regarding the
この第一の工程では、ガラス板１とスペーサー２とを陽極接合するにあたって、まず、ガラス板１の上面における外縁部に接合用膜３を成膜する。この接合用膜３は、Ｘの値が０．２を超え且つ０．９未満であるＡｌＮ（１−Ｘ）で構成される膜である。なお、Ｘの値は、好ましくは０．４〜０．７である。以下、ガラス板１に接合用膜３を成膜するための手法を示す。
In this first step, when anodically bonding the
アルミニウムで構成されたターゲットと、Ｖ０電極１１、及び配向膜１２が成膜されたガラス板１の上面側とが対向するように、ターゲットとガラス板１とをチャンバー内に設置する。なお、ガラス板１の上面において、Ｖ０電極１１や配向膜１２が成膜された箇所については、接合用膜３が当該箇所に成膜されることを防止するため、マスキングを施す。そして、イオン化させたアルゴンに加えて、窒素をチャンバー内に流入させつつ、反応性スパッタリング法を実行することにより、ガラス板１に接合用膜３を成膜する。ここで、例えば、チャンバー内へのアルゴンの流入量は、３０ｓｃｃｍ（＝３０×１．６８８７５×１０−３Ｐａ・ｍ３／ｓ）、窒素の流入量は、０．８６ｓｃｃｍ（＝０．８６×１．６８８７５×１０−３Ｐａ・ｍ３／ｓ）、スパッタ圧は、０．７Ｐａである。
The target and the
上記のＸの値は、例えば、チャンバー内への窒素の流入量を変更することにより、調節することが可能である。そして、ＡｌＮ（１−Ｘ）で構成される膜について、Ｘの値を大きくして窒素の含有量を少なくするほど、陽極接合を実行するために必要な膜の導電性を高めることができる。ＡｌＮ（窒化アルミニウム）は本来的には絶縁体であるが、窒素の含有量を調節することで導電性を確保することが可能である。一方、Ｘの値を小さくして窒素の含有量を多くするほど、膜のガラス板１への付着力を向上させることができる。なお、ＡｌＮで構成された膜は透明であるが、ＡｌＮ（１−Ｘ）（Ｘの値は０．２を超え且つ０．９未満）で構成された膜は黒色となる。
The value of X can be adjusted, for example, by changing the amount of nitrogen flowing into the chamber. And about the film | membrane comprised by AlN (1-X) , the electroconductivity of a film | membrane required in order to perform anodic bonding can be improved, so that the value of X is enlarged and nitrogen content is decreased. AlN (aluminum nitride) is essentially an insulator, but it is possible to ensure conductivity by adjusting the nitrogen content. On the other hand, the adhesion of the film to the
ガラス板１への接合用膜３の成膜が完了すると、次に、接合用膜３の上にスペーサー２を重ねる。つまり、ガラス板１とスペーサー２との相互間には、接合用膜３のみが介在することになる。次に、アルカリ金属酸化物成分を含有し、且つ上面にアルミニウム膜４１が成膜されたダミー電極ガラス４を、スペーサー２の上に重ねる。そして、ダミー電極ガラス４で押圧しながらガラス板１とスペーサーを加熱昇温させる。その後、接合用膜３をプラス側、ダミー電極ガラス４に成膜されたアルミニウム膜４１をマイナス側として直流電圧を印加する。これにより、接合用膜３を介してガラス板１とスペーサー２とが陽極接合され、ガラス板１とスペーサー２が積層される。ガラス板１とスペーサーの陽極接合が完了すると、ダミー電極ガラス４をスペーサー２の上から取り除く。
When the film formation of the
図２に示す第二の工程は、スペーサー２と、上面の中央部に配向膜５１が成膜され、且つ、下面の中央部に配向膜５２が成膜されたガラス板５とを積層させる工程である。そして、スペーサー２とガラス板５を積層させるに際し、スペーサー２に成膜された接合用膜６を介してスペーサー２とガラス板５を陽極接合する。なお、ガラス板５に成膜された配向膜５１，５２の各々は、上記の配向膜１２と同様にポリイミドで構成されると共に、成膜後にラビング処理が施されている。
The second step shown in FIG. 2 is a step of laminating the
この第二の工程では、スペーサー２とガラス板５とを陽極接合するにあたって、まず、スペーサー２の上面に接合用膜６を成膜する。この接合用膜６は、上記の接合用膜３と同様に、Ｘの値が０．２を超え且つ０．９未満（好ましくは０．４〜０．７）であるＡｌＮ（１−Ｘ）で構成される膜である。スペーサー２への接合用膜６の成膜は、上記のガラス板１への接合用膜３の成膜と同様の態様の下で、反応性スパッタリング法を実行することにより行う。
In this second step, when the
スペーサー２への接合用膜６の成膜が完了すると、次に、接合用膜６の上にガラス板５を重ねた後、上記のガラス板１とスペーサー２との陽極接合と同様の態様の下で、スペーサー２とガラス板５とを陽極接合する。これにより、スペーサー２とガラス板５が積層される。また、対となって相互に対向するガラス板１とガラス板５との間に、貫通穴２ａを有したスペーサー２が介在する構造が形成される。これにより、これらのガラス板１，５及びスペーサー２によって液晶を封入するための第一の内部空間Ｓ１が形成される。なお、図２においては、図示の都合上、ガラス板５とダミー電極ガラス４との間に隙間が存在しているが、実際には、陽極接合の実行時にガラス板５とダミー電極ガラス４とを接触させている。
When the film formation of the
図３に示す第三の工程は、ガラス板５と、中央部に円形の貫通穴７ａを有したガラス製のスペーサー７とを積層させる工程である。そして、ガラス板５とスペーサー７を積層させるに際し、ガラス板５に成膜された接合用膜８を介してガラス板５とスペーサー７を陽極接合する。なお、スペーサー７に形成された貫通穴７ａの直径は、上記のスペーサー２に形成された貫通穴２ａの直径と同一とされている。
The third step shown in FIG. 3 is a step of laminating the
図４に示す第四の工程は、スペーサー７と、下面の中央部に配向膜９１が成膜されたガラス板９とを積層させる工程である。そして、スペーサー７とガラス板９を積層させるに際し、スペーサー７に成膜された接合用膜１０を介してスペーサー７とガラス板９を陽極接合する。なお、ガラス板９の下面に成膜された配向膜９１は、上記の配向膜１２，５１，５２と同様にポリイミドで構成されると共に、成膜後にラビング処理が施されている。
The fourth step shown in FIG. 4 is a step of laminating the spacer 7 and the
これら第三、第四の両工程は、上記の第一の工程と同様の態様の下で実行する。第四の工程が完了すると、対となって相互に対向するガラス板５とガラス板９との間に、貫通穴７ａを有したスペーサー７が介在する構造が形成される。これにより、これらのガラス板５，９及びスペーサー７によって液晶を封入するための第二の内部空間Ｓ２が形成される。
These third and fourth steps are performed under the same mode as the first step. When the fourth step is completed, a structure in which the spacer 7 having the through
以上のことをまとめると、上記の第一の工程〜第四の工程では、ガラス板とスペーサー（第一の工程ではガラス板１とスペーサー２、第二の工程ではスペーサー２とガラス板５、第三の工程ではガラス板５とスペーサー７、第四の工程ではスペーサー７とガラス板９）を、これらのいずれかに成膜された導電性を有する接合用膜３，６，８，１０を介して陽極接合する。これにより、複数のガラス板１，５，９と複数のスペーサー２，７が積層一体化されて液晶を封入するための第一の内部空間Ｓ１と、第二の内部空間Ｓ２とが形成される。
In summary, in the first to fourth steps, the glass plate and the spacer (the
図５に示す第五の工程は、液晶に電圧を印加するためのＶ１電極１３１及びＶ２電極１３２、液晶レンズの駆動電圧を低下させるための高抵抗膜１３３、Ｖ１電極１３１及びＶ２電極１３２と高抵抗膜１３３とを絶縁するための層間絶縁膜１３４、及び、保護膜であるパッシベーション膜１３５が成膜されたガラス板１３を、ガラス板９の上に光学用接着剤１４を介して積層させる工程である。
The fifth process shown in FIG. 5 includes a
ガラス板１３について、Ｖ１電極１３１及びＶ２電極１３２は、ＩＴＯ膜で構成されると共に、ガラス板１３の下面に成膜されている。Ｖ１電極１３１は、円形の開口部１３１ａを有しており、開口部１３１ａの内側に円形のＶ２電極１３２が設けられている。高抵抗膜１３３は、アルミニウムをドープした酸化亜鉛で構成され、且つ平面視で円形の外周輪郭を有している。この高抵抗膜１３３の直径は、Ｖ２電極１３２の直径よりも大きくなっている。層間絶縁膜１３４は、二酸化ケイ素で構成されており、Ｖ１電極１３１及びＶ２電極１３２の下面に成膜されている。パッシベーション膜１３５は、層間絶縁膜１３４と同様に二酸化ケイ素で構成されている。そして、このパッシベーション膜１３５は、高抵抗膜１３３の下面側に成膜されている。また、光学用接着剤１４について、当該光学用接着剤１４はガラスと同等の屈折率を有している。この屈折率としては、例えば、１．５程度である。
Regarding the
ガラス板９とガラス板１３との光学用接着剤１４を介した積層が完了すると、ガラスセル１５が完成する。このガラスセル１５には、上述のように液晶を封入するための第一の内部空間Ｓ１と、第二の内部空間Ｓ２とが形成されており、これらに液晶を封入することで液晶レンズが完成する。
When the lamination of the
以下、上記のガラスセル１５、及び液晶レンズによる作用・効果について説明する。
Hereinafter, functions and effects of the
このガラスセル１５（液晶レンズ）においては、接合用膜３，６，８，１０が、ガラスへの付着力が高いＡｌＮ（１−Ｘ）（Ｘの値は０．２を超え且つ０．９未満）で構成されている。そのため、ガラスセル１５（液晶レンズ）の温度が上昇した場合であっても、ガラス板とスペーサー（ガラス板１とスペーサー２、スペーサー２とガラス板５、ガラス板５とスペーサー７、スペーサー７とガラス板９）のうち、接合用膜３，６，８，１０が成膜されたガラス板１，５やスペーサー２，７から、当該接合用膜３，６，８，１０が剥離してしまうような事態の発生を好適に防止することが可能となる。
In this glass cell 15 (liquid crystal lens), the
また、このガラスセル１５（液晶レンズ）は、上記の陽極接合方法を利用して、液晶を封入するための第一の内部空間Ｓ１と、第二の内部空間Ｓ２とを形成した後、光学用接着剤１４を介して高抵抗膜１３３や層間絶縁膜１３４等の各種機能膜が成膜されたガラス板１３を接着させることで製造されている。これにより、陽極接合の実行時に印加される電圧に起因して、ガラス板１３に成膜された各種機能膜が絶縁破壊してしまうような事態が必然的に起こり得ない。そのため、このガラスセル１５（液晶レンズ）は、その歩留まりの低下を防止しつつ製造することが可能である。
Further, the glass cell 15 (liquid crystal lens) uses the above-described anodic bonding method to form a first internal space S1 for enclosing liquid crystal and a second internal space S2, and then for optical use. It is manufactured by adhering the
以下、上記のガラスセル１５、及び液晶レンズの製造に利用した陽極接合方法の作用・効果について説明する。
Hereinafter, the operation and effect of the anodic bonding method used for manufacturing the
上述のように、陽極接合を実行するにあたって、接合用膜としてアルミニウム膜を使用した場合には、ガラス板に成膜されたアルミニウム膜が比較的容易に剥離してしまうという問題がある。そこで、従来においては、アルミニウム膜の剥離への対策として、例えば、アルミニウム膜よりもガラスへの付着力が高い膜をガラス板に二層〜三層ほど成膜した後、これらの膜の上にアルミニウム膜を成膜することにより、ガラス板からのアルミニウム膜の剥離を防止していた。しかしながら、このような対策の下では、アルミニウム膜に加えて、ガラスへの付着力の高い膜を別途に複数成膜することが必要となることから、接合用膜を成膜するための作業が煩雑になったり、成膜のための装置が大型化したりする等の難点がある。一方、上記の陽極接合方法においては、ＡｌＮ（１−Ｘ）（Ｘの値は０．２を超え且つ０．９未満）で構成された膜（接合用膜３，６，８，１０）のみを成膜した場合であっても、ガラスへの高い付着力が得られるため、上記のような難点を解消することが可能である。
As described above, when an anodic bonding is performed, when an aluminum film is used as a bonding film, there is a problem that the aluminum film formed on the glass plate is relatively easily peeled off. Therefore, conventionally, as a countermeasure against peeling of the aluminum film, for example, a film having a higher adhesion to glass than the aluminum film is formed on the glass plate by two to three layers, and then on these films. By forming the aluminum film, peeling of the aluminum film from the glass plate was prevented. However, under such measures, it is necessary to separately form a plurality of films having high adhesion to glass in addition to the aluminum film. There are difficulties such as complexity and an increase in the size of an apparatus for film formation. On the other hand, in the above anodic bonding method, only films (joining
ところで、陽極接合の実行時において、接合させる両ガラス板の温度を高くすればするほど、ガラス板１，５やスペーサー２，７に成膜された接合用膜３，６，８，１０と、接合させる対象となるガラス板５，９やスペーサー２，７との陽極接合による接合力を向上させることが可能である。一方で、接合させるガラス板とスペーサーの温度を高くするほど、Ｖ０電極１１の抵抗値が急激に上昇する等して、電極としての機能が失われるおそれが高まってしまう。しかしながら、本発明の発明者等は、鋭意研究の結果、接合用膜３，６，８，１０として上記のＡｌＮ（１−Ｘ）を使用すれば、陽極接合の実行時において、接合させるガラス板やスペーサーの温度が低温であっても、接合用膜３，６，８，１０と、接合させる対象となるガラス板５，９やスペーサー２，７との十分な接合力が得られることを知見するに至った。このため、上記の陽極接合方法によれば、接合用膜３，６，８，１０と、ガラス板５，９やスペーサー２，７との十分な接合力を確保することが可能となると共に、Ｖ０電極１１の電極としての機能が失われるような事態の発生を的確に防止することができる。
By the way, at the time of performing anodic bonding, the higher the temperature of both glass plates to be bonded, the higher the
ここで、本発明に係るガラスセル、及び液晶素子、並びに陽極接合方法は、上記の実施形態で説明した構成や態様に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変更が加えることが可能である。例えば、上記の実施形態では、液晶を封入するための内部空間として第一の内部空間と第二の内部空間との二つが形成される構成となっているが、例えば、この内部空間が一つのみ形成される構成であってもよい。 Here, the glass cell, the liquid crystal element, and the anodic bonding method according to the present invention are not limited to the configurations and aspects described in the above embodiments, and do not depart from the technical idea of the present invention. Various changes can be made. For example, in the above-described embodiment, two internal spaces, ie, a first internal space and a second internal space, are formed as the internal space for enclosing the liquid crystal. Only the structure formed may be sufficient.
本発明の実施例として、反応性スパッタリング法を実行してガラス板にＡｌＮ（１−Ｘ）で構成された接合用膜を成膜した後、当該接合用膜について耐剥離性の評価を行った。また、ＡｌＮ（１−Ｘ）で構成された接合用膜を成膜したガラス板と、別のガラス板とを接合用膜を介して陽極接合した後、接合用膜と別のガラス板との接合性の評価を行った。 As an example of the present invention, a reactive sputtering method was executed to form a bonding film composed of AlN (1-X) on a glass plate, and then the peeling resistance of the bonding film was evaluated. . Moreover, after anodically bonding a glass plate formed with a bonding film made of AlN (1-X) and another glass plate through the bonding film, the bonding film and another glass plate The bondability was evaluated.
以下、具体的な実施条件について説明する。まず、日本電気硝子社製の厚みが０．７ｍｍのアルカリ金属酸化物成分を含有するガラス板（製品名：ＢＤＡ）を八枚準備し、各ガラス板に対して上記の実施形態と同様の態様の下で反応性スパッタリング法を実行することにより、ＡｌＮ（１−Ｘ）で構成された接合用膜を成膜した。各ガラス板には、それぞれ異なる条件の下で反応性スパッタリング法を実行しており、具体的には、チャンバー内への窒素の流入量を相互に異ならせている。これにより、下記の表１に示すとおり、八枚のガラス板に対してそれぞれＸの値が異なるＡｌＮ（１−Ｘ）で構成された接合用膜を成膜した。なお、成膜された接合用膜の厚みは、八枚のガラス板で共通して１８０ｎｍである。 Specific implementation conditions will be described below. First, eight glass plates (product name: BDA) containing an alkali metal oxide component having a thickness of 0.7 mm manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. are prepared, and the same aspect as the above embodiment for each glass plate A bonding film made of AlN (1-X) was formed by performing a reactive sputtering method under the above conditions. Each glass plate is subjected to a reactive sputtering method under different conditions. Specifically, the amounts of nitrogen flowing into the chamber are different from each other. Thereby, as shown in Table 1 below, a bonding film made of AlN (1-X) having different values of X was formed on the eight glass plates. The thickness of the formed bonding film is 180 nm in common for the eight glass plates.
次に、成膜済みの八枚のガラス板の各々に対して、接合用膜の上にニチバン社製のセロハンテープ（製品番号：４０５）を貼り付けた。その後、セロハンテープを接合用膜の表面に対して垂直な方向に０．３ｍ／ｓの速度で剥がした。このとき、接合用膜が剥離しなかったものを「○」とし、剥離したものを「×」とすることで、接合用膜の耐剥離性を評価した。 Next, cellophane tape (product number: 405) manufactured by Nichiban Co., Ltd. was attached to each of the eight glass plates that had been formed on the bonding film. Thereafter, the cellophane tape was peeled off at a speed of 0.3 m / s in a direction perpendicular to the surface of the bonding film. At this time, the peeling resistance of the bonding film was evaluated by setting the case where the bonding film was not peeled off as “◯” and the peeling film as “x”.
次に、上記の方法と同様にして成膜済みの八枚のガラス板を作製した後、その各々について、当該ガラス板と別のガラス板とを接合用膜を介して重ね合わせ、上記の実施形態と同様の態様の下で陽極接合を実行した。このとき、接合用膜と別のガラス板とを接合できたものを「○」とし、接合できなかったものを「×」とすることで、接合用膜と別のガラス板との接合性を評価した。 Next, eight glass plates having been formed in the same manner as described above were prepared, and for each of them, the glass plate and another glass plate were overlapped via a bonding film, and the above-described implementation was performed. Anodic bonding was performed under a mode similar to the morphology. At this time, what was able to join the bonding film and another glass plate was “◯”, and what was not able to be bonded was “x”, so that the bonding property between the bonding film and another glass plate was evaluated.
下記の表１に耐剥離性、及び接合性の評価の結果を示す。なお、表１に示すとおり、陽極接合を実行するにあたっては、成膜された接合用膜の抵抗の大きさを予め測定している。
表１に示すように、Ｘの値が０．２を超え且つ０．９未満である実施例１〜実施例４においては、比較例１〜比較例４とは異なり、耐剥離性と接合性との双方において良好な結果が得られていることが分かる。このような結果が得られたのは、Ｘの値が０．２を超え且つ０．９未満であるＡｌＮ（１−Ｘ）で構成された接合用膜を使用することで、陽極接合を実行するために必要な接合用膜の導電性を確保しつつ、接合用膜のガラスへの付着力を高めることができたことによるものと想定される。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 4 in which the value of X is more than 0.2 and less than 0.9, unlike Comparative Examples 1 to 4, peel resistance and bondability It can be seen that good results are obtained in both cases. Such a result was obtained by performing anodic bonding by using a bonding film made of AlN (1-X) having a value of X exceeding 0.2 and less than 0.9. It is assumed that the adhesion of the bonding film to the glass can be increased while ensuring the conductivity of the bonding film necessary for the purpose.
１，５，９ ガラス板
２，７ スペーサー
３，６，８，１０ 接合用膜
１５ ガラスセル
Ｓ１ 第一の内部空間
Ｓ２ 第二の内部空間
1,5,9
Claims (3)
前記接合用膜が、Ｘの値が０．２を超え且つ０．９未満であるＡｌＮ（１−Ｘ）で構成されていることを特徴とするガラスセル。 A plurality of glass plates and a spacer disposed between the plurality of glass plates, and the glass plates and the spacers are anodically bonded via a conductive bonding film formed on any of them. In a glass cell in which a plurality of glass plates and a spacer are laminated and integrated to form an internal space,
The glass cell, wherein the bonding film is made of AlN (1-X) having a value of X exceeding 0.2 and less than 0.9.
前記接合用膜として、Ｘの値が０．２を超え且つ０．９未満であるＡｌＮ（１−Ｘ）で構成された膜を使用することを特徴とする陽極接合方法。 In laminating the glass plate and the spacer, in the method of anodic bonding through the conductive bonding film formed on any of these,
An anodic bonding method characterized in that a film made of AlN (1-X) having a value of X exceeding 0.2 and less than 0.9 is used as the bonding film.
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