KR20120055489A - 접합구조체의 제조방법 및 접합구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 2개의 접합 재료를 접합시켜서 이루어지는 접합 구조체의 제조 방법으로서, 2개의 접합 재료중 적어도 어느쪽이든 한편의 접합면에, 수소 가스, 수증기 가스, 알코올 가스, 과산화 수소 가스, 유기 금속 화합물, 시란캅링제로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 접합 매체층을 형성하는 접합 매체층 형성 공정과, 2개의 접합 재료 및 접합 매체층에 대해서, 2개의 접합 재료를 접합 매체층을 개재시켜 중첩한 상태로, 가열 및/또는 전자파 조사를 실시하는 접합 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 구조체의 제조 방법이다.

Description

접합구조체의 제조방법 및 접합구조체{Joined structure manufacturing method and joined structure}
본 발명은 2개의 접합재료를 접합시켜서 되는 접합 구조체의 제조방법 및 접합 구조체에 관한 것이다.
근래에, 액정이나 유기 EL로 대표되는 플랫 패널 디스플레이나 태양전지 패널에 대해도 에너지 절약이나 환경의 관점으로부터, 현재의 유리나 실리콘 무기 재료 기판과 비교해 보다 얇고, 보다 가볍게, 플렉시블한 필름 기판으로의 이행이 강하게 요구되고 있다.
액정 디스플레이 패널은, 2장의 유리 기판간에 봉입된 액정 외에, 광매니지먼트 기능을 가지는 수많은 기능 필름을 다층으로 붙여서 구성되어 있다. 이러한 기능 필름에는, 편광 필름, 위상차 필름, 반사 방지 필름, 광제어 필름, 보호 필름등이 있다.
상기의 액정 디스플레이 패널 제작 과정에서는, 재질이나 특성이 다른 이종 필름끼리의 붙여 맞댐이나 유리와 필름과의 붙여 맞댐을 실시하는 접합 프로세스가 빈번히 행해진다. 그렇지만, 일반적으로 유기 재료 필름은 무기 재료 기판과 비교해 내열성이 낮아서, 제조 공정에 있어서 수백도가 되는 열프로세스를 적용할 수 없다. 따라서, 접착제의 도포나 비교적 저온에서의 열압착 등의 수법이 이용되고 있다.
종래에, 접착제를 이용해 필름을 붙여 맞추는 기술로서 예를 들면, 코로나 방전 처리를 가한 열가소성 포화 노르보르넨 수지를, 폴리에스텔 폴리올계의 접착제층을 개재시켜 폴리비닐 알코올로 이루어지는 편광자에 붙여 맞추어서, 편광판의 보호 필름으로 하는 기술이 개시되어 있다(특허 문헌 1 참조).
또 그 이외에, 편광자(편광 필름)의 한쪽 면에 접착제층을 개재시켜 시클로 올레핀계 수지 필름을 적층하고, 다른 한쪽 면에는 접착제층을 개재시켜 초산셀로스계 수지 필름을 적층하여, 편광판으로 하는 기술이 개시되어 있다(특허 문헌 2 참조).
한편, 접착제를 개재하지 않고 보호 필름과 편광자를 접합시키는 제안도 이루어지고 있다. 예를 들면, 연화점이 다른 2층의 수지 필름으로 보호 필름을 구성하고, 그 저연화점층측에서 편광자에 접합시키고, 열압착하여 편광판을 얻는 기술(특허 문헌 3~5 참조)과, 보호 필름과 편광자를 보호 필름의 연화점보다 낮은 온도에서 가열 처리 및 전자파 조사에 의해 접합시켜 편광판을 제조하는 방법(특허 문헌 6 참조) 등이 개시되어 있다.
1 일본국 특개 2000－241627호 공보 2 일본국 특개 2006－195320호 공보 3 일본국 특개 2002－303725호 공보 4 일본국 특개 2002－303726호 공보 5 일본국 특개 2002－303727호 공보 6 일본국 특개 2008－122502호 공보
그러나, 필름끼리의 접합에 접착제를 이용하면, 접착제가 필름의 특성에 악영향을 미치는 경우가 있다. 예를 들면, 편광판의 제조에 접착제를 이용하면, 접착제의 광학 특성이나 성분이 편광자의 편광도에 영향을 주는 일이 있는 등의 문제가 있었다.
또, 접착제를 이용하는 경우는 건조 공정에 걸리는 시간이 길어지는 등의 문제도 있었다. 예를 들면, 최근에 점점더 채용되고 있는 광탄성 계수가 작은 시클로 올레핀계 수지 필름을 보호 필름으로서 수계의 접착제로 편광자에 붙여 맞춘 경우에, 상기 특허 문헌 2에도 개시되어 있듯이, 충분한 접착력을 발현시키기 위해서는, 접합, 건조 후, 실온 보다 약간 높은 온도로 몇일간 양생해줄 필요가 있어서, 생산 시간이 더욱 길어지고 있다.
또, 상기 특허 문헌 3~5에 기재되어 있는 방법에서는, 보호 필름과 편광자를 가열 압착으로 접합시키기 위해, 적어도 편광자와 붙여 합쳐지는 측에는, 연화점이 낮은 수지 필름을 사용할 필요가 있는 등의 제한이 있었다. 또 가열 처리 온도는, 편광자에 접하는 수지 필름의 연화점 이상으로 할 필요가 있기 때문에, 편광자의 열화 등, 편광판의 성능 변화도 염려된다.
또, 특허 문헌 6에서는, 보호 필름의 연화점보다 낮은 온도에서 접합하고 있지만, 충분한 접합 강도를 얻지 못하고 있다.
이와 같이, 종래의 접합 방법을 이용하여 제조된 필름에서는, 접착제의 사용이나 수지 필름의 연화점 이상의 가열에 의한 광학 특성의 열화가 생기거나, 충분한 접합 강도를 얻을 수 없는 등의 문제가 있었다.
본 발명은, 상기한 종래의 문제점을 감안한 것으로서, 그 목적은, 광학 특성의 열화를 억제하면서, 충분한 접합 강도를 얻을 수 있는 접합 구조체의 제조 방법 및 접합 구조체를 제공하는 데에 있다.
상술한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 제1 구성의 본원 발명은, 2개의 접합 재료를 접합시켜서 이루어지는 접합 구조체의 제조 방법으로서, 상기 2개의 접합 재료중 적어도 어느쪽이든 한편의 접합면에, 수소 가스, 수증기 가스, 알코올 가스, 과산화수소 가스, 유기 금속 화합물, 시란캅링제로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 한종류 이상으로 이루어지는 접합 매체층을 형성하는 접합 매체층 형성 공정과, 상기 2개의 접합 재료 및 상기 접합 매체층에 대해서, 상기 2개의 접합 재료를 상기 접합 매체층을 개재시켜 중첩한 상태에서, 가열 및/또는 전자파 조사를 실시하는 접합 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 접합 구조체의 제조 방법이다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 접합 매체층 형성 공정에서 접합면에 형성되는 수소 가스, 수증기 가스, 알코올 가스, 과산화수소 가스 및 유기 금속 화합물, 시란캅링제는, 접합 공정에 있어서 2개의 접합 재료 각각과 새로운 접합을 형성한다. 그것에 의해 2개의 접합 재료를 견고하게 접합한 접합 구조체를 제조할 수가 있다.
상기 제조 방법에서 제조된 접합 구조체는, 접착제를 이용하지 않기 때문에 접착제에 의한 광학 특성의 열화가 발생되지 않는다. 또, 가열 처리는 상기 접합 매체층의 재료를 접합하기 위해서 가해지는 비교적 저온의 것이기 때문에, 고온으로 가열함으로써 접합 재료의 광학 특성의 열화가 생기는 것을 억제할 수 있고, 또 저온으로 접합하기 위해서 연화점이 낮은 수지로 접합 재료가 한정될 필요도 없다.
이와 같이, 상기 제조 방법에 의하면, 광학 특성의 열화를 억제하면서, 충분한 접합 강도를 얻을 수 있는 접합 구조체를 제조할 수가 있다.
또한, 상술한 수증기 가스는, 2개의 접합 재료의 접합면에 접합 매체층으로서의 수막을 형성하는 것으로, 물을 기상화한 수증기나, 기체중에 비산하는 미소 물방울, 또는 그와 같은 혼합물 등이다. 상술한 미소 물방울은, 수막에 의한 접합 매체층을 양호하게 (매우 얇은 수막으로서) 형성하기 위해서 직경을 100μm이하로 하는 것이 바람직하다. 이러한 물방울을 형성하기 위해서는, 미소 물방울을 형성 가능한 분무기나 초음파 가습기등을 사용하는 것이나, 미소 물방울이 다수 존재하는 고습도의 분위기를 항습조나 고습고 등에서 형성하는 것을 생각할 수 있다.
또, 상술한 유기 금속 화합물이란, 실리콘(Si)이나 티타늄(Ti)이 유기 관능기와 결합된 것이다. 유기 금속 화합물의 기재로의 도포는 가스상태화된 후에 흡착시키는 방법이나, 물, 알코올 등의 용제에 희석하여 침지 또는 분무하는 방법, 스핀 코팅 등에 의한 도포법 등, 다양한 방법을 이용할 수 있다. 또한 가스상태화된 후에 흡착시키는 방법, 즉 실리콘(Si)이나 티타늄(Ti)이 유기 관능기와 결합된 용액 화합물이 기화된 것을 기재 표면에 흡착시켜 도포하는 경우에는, 2 nm정도의 극박 유기 금속막으로 하는 것으로, 보다 높은 접합력을 발휘하게 된다. 유기 금속 화합물로서는, 실리콘(Si)계의 시란캅링제, 테트라에톡시실란(TEOS) 등이 잘 알려져 있다.
제2 구성의 본원 발명은, 제1 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 2개의 접합 재료가 시클로 올레핀계 수지 및 유리이고, 상기 접합 매체층이 시란캅링제로 이루어지는 것으로, 상기 접합 공정이 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 시란캅링제에 있어서 무기 재료와 화학 결합하는 반응기(메톡시기, 에톡시기 등)가 유리와 결합하고, 유기 재료와 화학 결합하는 반응기(비닐기, 에폭시기, 아미노기, 메타크릴기, 메르캅토기 등)가 시클로 올레핀계 수지와 결합되는 것으로, 유리와 시클로 올레핀계 수지를 접합해서 이루어지는 접합 구조체를 형성할 수가 있다.
제3 구성의 본원 발명은, 제2 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 접합 매체층이 시란캅링제 증기를 상기 접합 재료에 폭로함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 시란캅링제 증기에 의해 매우 얇은 접합 매체층을 형성할 수 있어 높은 접합력을 얻을 수 있게 된다.
제4 구성의 본원 발명은, 제1 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 2개의 접합 재료가 모두 유기 화합물이며, 상기 접합 매체층이 수증기 가스 또는 유기 금속 화합물로 이루어는 것으로서, 상기 접합 공정이 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 2개의 접합 재료를 접합 매체층(수증기 가스 또는 유기 금속 화합물 흡착층)을 개재시켜 중첩시킨 상태로 가열 처리를 실시함으로써, 2개의 접합 재료의 접합면끼리를 접합할 수가 있다. 이것은, 유기 금속 화합물 및 수증기 가스에 의해 형성된 접합 매체층이 가열됨으로써, 유기 화합물인 접합 재료의 접촉면의 사이에 실리콘(Si)계 공유결합(O－Si－O), 수소결합(H－C)이 형성되었기 때문인 것으로 생각할 수 있다.
제5 구성의 본원 발명은, 제4 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 2개의 접합 재료가, 시클로 올레핀계 수지 및 폴리비닐 알코올계 수지인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 시클로 올레핀계 수지와 폴리비닐 알코올계 수지와의 접합을 실현할 수 있다.
제6 구성의 본원 발명은, 제1 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 2개의 접합 재료가, 시클로 올레핀계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 유리로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류이고, 상기 접합 매체층이 수증기 가스로 이루어지는 것으로서, 상기 접합 공정이 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 시클로 올레핀계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 유리로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류와의 접합을 실현할 수가 있다.
제7 구성의 본원 발명은, 제1~ 제6 구성의 몇개의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 접합 공정에 있어서의 가열 온도가 80℃~130℃인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 130℃ 이하의 가열에서 접합 구조체를 제조할 수 있기 때문에, 접합 재료의 특성을 열화시키는 일 없이 접합 구조체를 제조할 수 있다.
제8 구성의 본원 발명은, 제1 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 2개의 접합 재료 모두 유기 화합물이며, 상기 접합 매체층이 유기 금속 화합물로 이루어지는 것으로서, 상기 접합 공정이 전자파 조사를 실시하는 공정인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 접합 재료를 접합 매체층을 개재시켜 중첩시킨 상태로 전자파 조사 처리를 실시함으로써, 2개의 접합 재료의 접합면끼리를 접합할 수 있다. 이것은, 유기 금속 화합물에 의해 형성된 접합 매체층에 전자파가 조사됨으로써 접합 재료의 접촉면의 사이에 공유결합이 형성되었기 때문이라고 생각할 수 있다.
구체적인 예로서는, 테트라에톡시실란(TEOS) 등의 실리콘(Si)을 포함한 유기 금속 화합물로 이루어지는 접합 매체층이 전자파 조사에 의해 분해 반응을 실시하는 것으로, －O－Si－O－ 결합이 형성되는 것이나, 티타늄(Ti)을 포함한 유기 금속 화합물로 이루어지는 접합 매체층이 전자파 조사에 의해 분해 반응을 실시하는 것으로, －O－Ti－O－ 결합이 형성되는 것을 들 수 있다.
제9 구성의 본원 발명은, 제1 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 2개의 접합 재료가 유기 화합물 및 유리이며, 상기 접합 매체층이 수증기 가스 또는 알코올 가스로 이루어지는 것으로, 상기 접합 공정이 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 유리와 유기 화합물층을 접합 매체층을 개입시켜 중첩시킨 상태로 가열 처리를 실시함으로써, 2개의 접합 재료의 접합면끼리를 접합할 수 있다. 이것은, 수증기 가스에 의해 형성된 접합 매체층이 가열됨으로써 유리와 유기 화합물과의 사이에 -C－H－O－ 결합이 형성되었기 때문이라고 생각할 수 있다.
제10 구성의 본원 발명은, 제1 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 2개의 접합 재료가 유기 화합물 및 유리이며, 상기 접합 매체층이 유기 금속 화합물로 이루어지는 것으로서, 상기 접합 공정이 전자파 조사를 실시하는 공정인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 유리와 유기 화합물층을 접합 매체층을 개재시켜 중첩시킨 상태로 전자파 조사 처리를 실시하는 것으로, 2개의 접합 재료의 접합면끼리를 접합할 수 있다. 이것은, 유기 금속 화합물에 의해 형성된 접합 매체층에 전자파가 조사됨으로써 접합 재료의 접촉면의 사이에 공유결합이 형성되었기 때문이다고 생각할 수 있다.
구체적인 예로서는, 테트라에톡시실란(TEOS) 등의 실리콘(Si)을 포함한 유기 금속 화합물로 이루어지는 접합 매체층이 전자파 조사에 의해 분해 반응을 실시하는 것으로, －O－Si－O－ 결합이 형성되는 것이나, 티타늄(Ti)을 포함한 유기 금속 화합물로 이루어지는 접합 매체층이 전자파 조사에 의해 분해 반응을 실시하는 것으로, －O－Ti－O－ 결합이 형성되는 것을 들 수 있다.
제11 구성의 본원 발명은, 제1~ 제8 구성중의 어느 하나의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 접합 매체층 형성 공정에 앞서, 상기 2개의 접합 재료중 적어도 어느쪽이든 한편의 표면의 젖음성을 향상하는 표면 처리를 실시하는 표면 처리 공정을 갖추는 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 매체 형성층과 접합면과의 접촉 면적이 커지게 되기 때문에, 접합 공정에 있어서의 접합을 촉진하고, 또 접합 강도를 높일 수가 있다.
제12 구성의 본원 발명은, 제11 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 표면 처리 공정이 코로나 처리, 플라즈마 처리, 오존 처리, 전자파 조사 처리의 어느 것이든지 1개이상을 실시하는 공정인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 오존 처리, 전자파 조사 처리에 의해서, 적절하게 상술한 표면 처리를 실시할 수 있다.
제13 구성의 본원 발명은, 제11 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 표면 처리 공정이 코로나 처리를 실시하는 공정이고, 상기 접합 공정이 35분 이상의 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 접합 구조체에 열이 가해졌을 때의 열응력에 의한 2개의 접합 재료의 박리를 억제할 수 있는 접합 구조체를 제조할 수가 있다.
제14 구성의 본원 발명은, 제1~ 제13 구성중의 어느 하나의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 접합 매체층 형성 공정의 뒤에, 상기 2개의 접합 재료를, 상기 접합 매체층을 개재시켜 중첩시킨 상태로 끼워누르는 협압공정을 갖추는 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법은, 협압공정에 의해 접합 재료의 접촉면을 근접시킬 수 있기 때문에, 상기 접합 공정에 있어서의 접촉면의 접합을 촉진할 수가 있다.
또한, 상기 협압공정의 구체적인 수법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 롤러 등에 의해 가압하는 것이나, 프레스에 의해 가압하는 것 등을 생각할 수 있다. 협압의 압력은, 접합 재료의 특성을 해치지 않는 정도의 압력이면 좋다.
또 이 협압공정은, 상기 접합 공정의 전에 실행되어도 괜찮고, 접합 공정과 동시에 실행되어도 괜찮다.
제15 구성의 본원 발명은, 제14 구성의 접합 구조체의 제조 방법에 있어서, 상기 협압공정이, 상기 2개의 접합 재료를 끼워누르면서 가열하는 공정인 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체의 제조 방법에서는, 협압공정에서 열압착 접합을 실시함으로써 접촉면의 접합을 촉진할 수가 있다.
제16 구성의 본원 발명은, 2개의 접합 재료를 접합시켜서 이루어지는 접합 구조체로서, 상기 2개의 접합 재료가, 표면끼리의 수소결합 또는 금속 분자를 개재시킨 공유결합으로 접합되고 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 접합 구조체는, 접착제를 이용하지 않기 때문에 접착제에 의한 광학 특성의 열화가 발생하지 않는다. 또, 가열 처리는 수증기 가스나 유기 금속 화합물을 접합하기 위해서 가해지는 비교적 저온의 것이기 때문에, 고온에서 가열함으로써 접합 재료의 광학 특성의 열화가 생기는 것을 억제할 수 있고, 또 저온으로 접합하기 때문에 연화점이 낮은 수지로 접합 재료가 한정될 필요도 없다.
따라서, 상기 접합 구조체는, 광학 특성의 열화를 억제하면서, 충분한 접합 강도를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 광학 특성의 열화를 억제하면서, 충분한 접합 강도를 얻을 수 있는 접합 구조체를 제공할 수가 있다.
도 1은 제오노아 표면의 산소 플라즈마 처리에 의한 접촉각의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 산소 플라즈마 처리에 의해 변화하는 제오노아 표면 C 상태를 나타내는 X선광전자 분석(XPS) 결과이다.
도 3은 산소 플라즈마 처리에 의해 변화하는 PVA 표면의 C 상태를 나타내는 X선광전자 분석(XPS) 결과이다.
도 4는 대기압 코로나 플라즈마 처리의 방전 에너지와 제오노아 표면의 접촉각과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 대기압 코로나 플라즈마 처리에 의해 변화하는 제오노아 표면 C 상태를 나타내는 X선광전자 분석(XPS) 결과이다.
도 6은 대기압 코로나 플라즈마 처리의 방전 에너지와 유리 표면의 물접촉각과의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하에 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
＜PVA 필름과 시클로 올레핀 고분자 필름의 접합＞
본 발명에서 이용하는 PVA 필름은, 폴리비닐 알코올계 수지를 얇은 막으로 제조한 것이다. 폴리비닐 알코올계 수지를 얇은 막으로 제조하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니고, 공지의 방법으로 제막할 수 있다.
또, 폴리비닐 알코올계 수지의 제조 방법도 특별히 한정되지 않는다. 폴리비닐 알코올계 수지는, 폴리 초산비닐계 수지를 켄화하는 것으로 얻을 수 있다. 폴리 초산비닐계 수지로서는, 초산비닐의 단독 집합체인 폴리 초산비닐외, 초산비닐과 거기에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등이 예시된다. 초산비닐에 공중합되는 다른 단량체로서 예를 들면, 불포화 카르본산류, 불포화 설폰산류, 올레핀류, 비닐 에테르류, 암모늄기를 가지는 아크릴 아미드류 등을 들 수 있다. 폴리비닐 알코올계 수지의 켄화도는, 통상 85~100 몰%정도, 바람직하게는 98 몰%이상이다. 이 폴리비닐 알코올계 수지는 한층 더 변성되어도 좋고, 예를 들면, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포름알이나 폴리비닐 아세탈 등도 사용 할 수 있다. 또, 폴리비닐 알코올계 수지의 중합도는, 통상 1,000~10,000 정도, 바람직하게는 1,500~5,000 정도이다.
또, PVA 필름의 막두께는 특별히 한정되지 않는다. PVA 필름에 의해 편광판에 있어서의 편광자를 구성하는 경우에는, 10μm ~150μm 정도이면 적절하게 편광자로서의 기능을 발휘할 수 있다.
본 발명에서 이용하는 시클로 올레핀 고분자 필름은, 시클로 올레핀계 수지로 이루어지는 필름이다. 상기 시클로 올레핀계 수지란, 예를 들면, 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 모노머와 같은 환상 올레핀(시클로 올레핀)으로 이루어지는 모노머로부터 유도되는 유닛을 가지는 열가소성의 수지이다. 이 시클로 올레핀계 수지는, 상기 시클로 올레핀의 개환 중합체나 2종 이상의 시클로 올레핀을 이용한 개환 중합체의 수소 첨가물일 수 있는 것 외에, 시클로 올레핀과 연쇄상 올레핀이나 비닐기를 가지는 방향족 화합물과의 부가 공중합체이어도 좋다. 또, 극성기가 도입되어도 좋다.
시중에서 판매되고 있는 열가소성 시클로 올레핀계 수지로서 일본제온주식회사제 "제오노아(ZEONOR)", 독일의 티코나(Ticona)사로부터 판매되고 있는 "Topas", JSR(주)로부터 판매되고 있는 "아톤", 일본제온(주)로부터 판매되고 있는 "제오넥스(ZEONEX)", 미츠이화학(주)로부터 판매되고 있는 "아펠" 등(모두 상품명)이 있다. 이러한 시클로 올레핀계 수지를 얇은 막으로 제조하여 필름으로 하게 되지만, 제막에는, 용제 캐스트법, 용해 압출법 등 공지의 방법이 임의로 이용된다. 얇은 막으로 제조된 시클로 올레핀계 수지 필름도 시판되고 있는데, 예를 들면, 세키스이화학공업(주)로부터 판매되고 있는 "에스시나" 및 "SCA40", (주)오프테스로부터 판매되고 있는 "제오노아 필름" 등(모두 상품명)이 있다.
본 발명에 있어서는, 후술하는 표면 처리의 효과가 현저하게 발현하는 것부터, 시클로 올레핀계 수지로 이루어지는 필름을 이용하고 있지만, 그 이외의 수지를 이용해도 좋다. 예를 들면, 투명성이 뛰어난 수지로 이루어지는 필름을 선택하면, 편광판의 보호 필름으로서 이용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트나 폴리에틸렌 나프타레이트와 같은 폴리에스텔, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀(polyolefin), 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트와 같은 셀룰로오스 에스테르계 수지, 폴리 염화 비닐리덴, 폴리카보네이트(polycarbonate), 시클로 올레핀계 수지, 폴리메틸펜텐, 폴리 에테르 케톤, 폴리에텔술폰, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르케톤이미드, 폴리아미드, 아크릴 수지 등을 들 수 있다.
[실시예 1］
본 실시예에서는, 접합 구조체의 일예로서, 액정 표시 소자용으로 넓게 이용되는 편광판을 제조했다. 구체적으로는, 편광판의 편광자로서 폴리비닐 알코올계 필름(포바르 필름, 주식회사 쿠라레제, 두께 100μm, 이후 간단히 PVA 필름이라고 한다)을 선택하고, 또 보호 필름으로서는 시클로 올레핀 고분자 필름(COP)인 제오노아(ZEONOR, 일본제온주식회사제)를 선택하여, 그러한 접합을 실시했다.
또, 접합 조건이 다른 접합 구조체의 제조 샘플을 복수 제조해, 접합 조건과 접합 강도의 관계를 조사하였다.
(1) 표면 처리 공정
여기에서는, 플라즈마 처리에 의한 접합 재료의 표면 처리를 실시하였다.
상기 플라즈마 처리는, 감압하 또는 대기압하에서 발생시킨 불활성 가스나 산소 가스 등의 플라즈마를 수지 표면에 조사하고, 그 표면을 활성화하는 처리이다. 사용하는 방전 가스의 종류와 투입 전력에 의해 피처리면의 친소수성(친수기, 소수기의 도입), 조밀함(요철), 화학적 활성도가 크게 변화된다. 여기에서, 본 공정에 앞서, 사용하는 방전 가스를 선택하기 위한 시험을 실시하였다.
사용하는 방전 가스로서는 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스 중에서 한종류를 선택하고, 그 선택한 가스를 이용한 경우의 친수화 상태를 가스 종류마다 조사한 결과, 질소 가스, 아르곤 가스를 이용한 플라즈마 처리에서도 친수화는 실현될 수 있었지만, 산소 가스를 이용한 친수화가 가장 바람직한 것이 판명되었다. 따라서, 본 공정에서는 산소 플라즈마에 의한 표면 처리를 실시하였다.
플라즈마 처리 장치로서는, 삼코제 플라즈마 드라이 클리너 모델(Model) PC-300을 이용하였다.
(1. 1) 제오노아의 표면 친수화 처리
시클로 올레핀 폴리머로 이루어지는 제오노아는 기본적으로 C-H 결합으로 이루어지는 고분자이다. 이 C-H 기의 표면 에너지는 20~40 mN/m이며 물에 대한 접촉각은 대체로 90도의 소수성을 나타낸다. 이 제오노아를 친수화하기 위해서, 산소 플라즈마 처리를 실행하여, 제오노아 표면에 친수기를 도입하였다.
도 1에서 제오노아 표면의 산소 플라즈마 처리에 의한 접촉각의 변화를 보여준다. 또, 도 2에, 산소 플라즈마 처리에 의해 변화하는 제오노아 표면 C의 상태를 나타내는 X선광전자 분석(XPS)의 결과를 보여준다. 도 2에 있어서, 굵은선이 미처리 상태의 분석 결과를 나타내고 있고, 다른 선은 방전 전압, 처리 시간을 여러가지로 변화시켜 표면 처리를 실시한 분석결과를 보여주고 있다.
도 1로부터, 산소 플라즈마 처리에 의해 제오노아 표면의 접촉각이 감소하고, 친수성이 향상된 것을 알 수가 있다. 또, 도 2로부터, 표면 처리에 의해 소수기인 C-C, C-H 결합 외에 새롭게 친수기의 -OH, =CO, -COOH 등이 출현하는 것을 알 수가 있다.
(1. 2) 폴리비닐 알코올계 필름의 표면 처리
PVA 필름은 그 구조상 벌크에 OH기를 가지기 때문에, 표면 미처리 상태에서 이미 친수성을 나타낸다. 따라서, PVA 필름의 표면 처리는 필름 표면에 부착되는 미립유지나 오염의 제거를 부차적인 목적으로 실시하였다.
도 3에, 산소 플라즈마 처리에 의해 변화하는 PVA 필름 표면의 C의 상태를 나타내는 X선광전자 분석(XPS)의 결과를 보여준다. 도 2와 같이, 새롭게 친수기의=CO, -COOH 등이 출현하는 것을 알 수 있다.
(1. 3) 산소 플라즈마 처리 후의 표면 조밀도 및 질량의 측정
상기 제오노아 및 PVA 필름의 표면 처리 후의 표면 조밀도 Ra를 측정하였다. 상기 표면 조밀도 Ra는, 키엔스 VN-8010 원자간력 현미경(AFM)을 사용하여, 표면을 주사하여 요철을 측정해 평균적인 표면 조밀도 Ra값을 산출하였다. 그 결과, 제오노아의 표면 조밀도 Ra는 모든 제조 샘플에서 약 1 nm, PVA 필름의 표면 조밀도 Ra는 샘플 마다 격차를 가지면서 5~20 nm로 되었다.
또, 접합 구조체를 구성하는 제오노아와 PVA 필름조의 표면 처리 후의 합계 질량을 제조 샘플 마다 측정하였다.
(2) 접합 매체층 형성 공정
상기 표면 처리에 의해 친수화된 제오노아, PVA 필름의 표면에 수증기 가스를 흡착시켜서 접합 매체층(수증기 가스 흡착층, 물의 얇은 막으로서, 이후, 간단히 수막이라고 한다)을 형성하였다.
상기 접합 매체층의 형성은, 분무기 또는 초음파 방식 가습기 등을 이용할 수 있지만, 본 실시예에서는, 토요토미제 초음파 가습기(TUH-A10)를 이용해 수증기 가스를 분무하였다. 접합면은 친수화되어 있어 무화 수증기 가스를 얇고 균일하게 표면에 흡착시킬 수 있었다. 또한, 본 실시예에서는, 표면에 흡착시키는 수증기 가스의 양을 제조 샘플 마다 여러가지로 변화시켰다.
(3) 협압공정
상기 접합 매체층 형성 공정의 뒤에, PVA 필름 및 제오노아의 표면은 수막으로 균일하게 덮여 있기 때문에, 그것들을 중합시키면 수막의 표면장력이 발생해서서로 끌어당겨 근접하게 되지만, 여기에서는 한층 더떠서 롤러에 의해 눌러줌으로써 PVA 필름과 제오노아 표면을 한층 더욱 접근시켰다. 본 실시예에서는 유한회사 알아트가공제 핸드 롤러를 이용해 10 Kg/cm2의 압력으로 PVA 필름과 제오노아를 끼워 눌렀다.
또, 협압 후의 질량(제오노아, PVA 필름 및 수막의 질량)을 측정하여 상기 표면 처리 공정 후에 측정한 질량과 비교하고, 질량의 증가량으로부터 PVA 필름과 제오노아의 접합면간에 존재하는 수막의 질량을 산출하였다. 접합 매체층의 두께는 그 질량에 비례하기 때문에, 질량을 측정하는 것으로 두께를 측정할 수가 있다. 또한, 여기에서는 상기 핸드 롤러를 사용하는 회수 및 시간을 변경하여, 접합면의 단위면적당 수분량 S를, 0.1 g/cm2, 0.12 g/cm2, 0.14 g/cm2 중의 어느 한쪽에 맞추었다.
(4) 접합 공정
상기 협압공정에 의해 아주 얇은 수막을 개재시켜 근접시킨 PVA 필름과 제오노아를 저온 열처리에 의해 접합하였다. 여기에서는, 미리 온도를 조정한 항온조내에 제조 샘플을 놓아 두었다. 열처리의 온도는 50℃, 80℃, 100℃ 중의 어느 한쪽으로 하고, 또 열처리 시간은 1분 , 5분, 10 분중의 어느 한쪽으로 하여 접합을 실시하였다.
[성능 평가(실시예 1)］
제조된 접합 구조체의 접합 강도를 필링(박피) 테스트로 측정하였다. 제조된 접합 구조체의 접합 조건과 접합 강도 평가 결과를 표 1에서 보여주고 있다. 접합 강도의 평가는, PVA 필름, 제오노아 경계면의 잡아 떼는 힘에 대응하여 4 단계로 평가하였다. 또한, 상기 표면 처리 공정을 실시하지 않았던 것(미처리로 표기), 상기 접합 매체층 형성 공정을 실시하지 않았던 것(자연 흡착으로 표기)도 아울러 접합 강도를 평가하였다.
표중에서, 접합 매체층의 두께는, 접합면의 단위면적당의 수분량 S［mg/cm2］를 기준으로 하여, S=0.1 g/cm2의 경우를「소」, S=0.12 g/cm2의 경우를「중」, S=0.14 g/cm2의 경우를「대」라고 하였다. 또, 접합 강도의 평가 기준은, 「4」(＜0.001 Kg/mm2), 「3」(0.001~0.01 Kg/mm2), 「2」(0.01~0.1 Kg/mm2), 「1」(0.1 Kg/mm2~)로 하였다. 접합 강도는 평가의 수치가 작을 수록 양호하다. 즉, 「1」의 평가의 경우에 접합 강도가 가장 높다. 그리고 접합 강도가 높은 순서로「2」, 「3」, 「4」가 된다.

접합계
 플라즈마 처리조건 접합매체층 두께 접합조건
50℃ 80℃ 100℃
1분 5분 10분 1분 5분 10분 1분 5분 10분



A:제오노아


B:PVA

미처리
 자연흡착 4 4 4 4 4 4 4 4 4
소 4 4 4 4 4 4 4 4 4
중 4 4 4 4 4 4 4 4 4
대 4 4 4 4 4 4 4 4 4

100W
5분		 자연흡착 4 4 4 4 4 3 3 3 3
소 4 4 4 2 2 1 1 1 1
중 4 4 4 1 1 1 1 1 1
대 4 4 4 3 3 3 3 3 3

100W
10분		 자연흡착 4 4 4 3 3 3 3 3 2
소 4 4 3 2 1 1 1 1 1
중 4 4 3 2 2 2 2 1 1
대 4 4 3 3 3 3 3 2 2
표 1에 나타낸 바와 같이, 접합 공정에 있어서 80℃ 또는 100℃의 가열을 실행했을 경우, 높은 접합 강도를 얻을 수 있었다. 특히 접합 매체층 두께가 소, 중의 경우에 있어서, 단시간의 저온 열처리로 높은 접합 강도를 얻을 수 있었다.
또한, 산소 플라즈마 표면 처리를 실시하지 않는 것은, 접합 조건에 구애받지 않고 높은 접합 강도를 얻을 수는 없었다. 이것은, 미처리의 제오노아 표면이 소수성이기 때문에, 충분한 접합 면적을 얻을 수 없었기 때문이라고 생각할 수 있다.
[실시예 2］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 상기 제오노아 및 상기 PVA 필름을 이용하여 이하의 공정에 의해 접합 구조체를 제조하였다.
(1) 표면 처리 공정
여기에서는, 실시예 1의 표면 처리 공정과 같은 처리를 실시하였다. 플라즈마 처리 조건은 100 W, 10분으로 하였다.
(2) 접합 매체층 형성 공정
여기에서는, 상기 표면 처리를 실시한 제오노아 및 PVA 필름을, 30℃, 습도 80%로 한 항온항습조내에 1시간 놓아두었다.
(3) 협압공정
여기에서는, 실시예 1의 협압공정과 같은 처리를 실시하였다.
(4) 접합 공정
여기에서는, 실시예 1의 접합 공정과 같은 처리를 실시하고, 상기 협압공정에 의해 근접한 제오노아와 PVA 필름을 40℃에서 30분간 열처리하여 접합하였다.
［비교예 1］
본 비교예에서는, 접합 재료로서 상기 제오노아 및 상기 PVA 필름을 이용하여 기본적으로 실시예 2와 같은 공정에 의해 접합 구조체를 제조하였지만, 접합 매체층 형성 공정에 있어서의 항온항습조의 온도를 30℃, 습도를 30%로 하였다.
［성능 평가(실시예 2 및 비교예 1)］
실시예 2에 있어서의 제오노아와 PVA 필름의 접합 강도는「1」(0.1 Kg/mm2~)이었다. 한편, 비교예 1의 제오노아와 PVA 필름은 접합시킬 수 없었다.
＜시클로 올레핀 고분자 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 유리의 접합＞
［실시예 3］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 시클로 올레핀 고분자 필름(제오노아) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트(르미라 필름, 토오레주식회사제, 이하 간단히 PET 시트라고 한다)를 이용해 접합 구조체를 형성하였다. 또한 이하의 실시예에 있어서도, PET 시트는 이 PET 시트를 가리킨다.
접합 구조체의 제조에는, 상기 실시예 1과 기본적으로는 같은 제조 방법을 이용하였다. 표면 처리 공정에 있어서의 플라즈마 처리 조건은 100 W, 10분으로 하고, 접합 공정에 있어서의 열처리 온도는 80℃, 열처리 시간은 10분으로 하였다.
또한, 표면 처리 후의 표면 조밀도 Ra는 제오노아가 1 nm, PET 시트가 1 nm로 되었다.
［실시예 4］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 제오노아 및 유리를 이용해 상기 실시예 3과 같은 제조 방법을 이용하여 접합 구조체를 형성하였다. 유리는, 후루우치화학제 EAGLE2000 유리를 이용하였다. 또한, 이하의 실시예에 있어서도, 유리는 이 유리를 가리킨다.
또한, 표면 처리 후의 표면 조밀도 Ra는 제오노아가 1 nm, 유리가 0.5 nm로 되었다.
［실시예 5］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 2장의 제오노아를 이용해 상기 실시예 3과 같은 제조 방법을 이용하여 접합 구조체를 형성하였다.
또한, 표면 처리 후의 각 제오노아의 표면 조밀도 Ra는 1 nm로 되었다.
［실시예 6］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 PET 시트 및 유리를 이용하여 접합 구조체를 형성하였다.
접합 구조체의 제조에는, 상기 실시예 1과 기본적으로는 같은 제조 방법을 이용하였다. 표면 처리 공정에 있어서의 플라즈마 처리 조건은 50 W, 10분으로 하고, 접합 공정에 있어서의 열처리 온도는 80℃, 열처리 시간은 10분으로 하였다.
또한, 표면 처리 후의 표면 조밀도 Ra는 PET 시트가 1 nm, 유리가 0.5 nm로 되었다.
［실시예 7］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 PET 시트 및 제오노아를 이용해 상기 실시예 6과 같은 제조 방법을 이용해 접합 구조체를 형성하였다.
또한 표면 처리 후의 표면 조밀도 Ra는 PET 시트가 1 nm, 제오노아가 1 nm로 되었다.
［실시예 8］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 2장의 PET 시트를 이용해 상기 실시예 6과 같은 제조 방법을 이용하여 접합 구조체를 형성하였다.
또한, 표면 처리 후의 각 PET 시트의 표면 조밀도 Ra는 1 nm로 되었다.
［실시예 9］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 유리 및 제오노아를 이용하여 접합 구조체를 형성하였다.
접합 구조체의 제조에는, 상기 실시예 1과 기본적으로는 같은 제조 방법을 이용하였다. 표면 처리 공정에 있어서의 플라즈마 처리 조건은 300 W, 2분으로 하고, 접합 공정에 있어서의 열처리 온도는 80℃, 열처리 시간은 10분으로 하였다.
또한, 표면 처리 후의 표면 조밀도 Ra는 유리가 0.5 nm, 제오노아가 0.5 nm로 되었다.
［실시예 10］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 유리 및 PET 시트를 이용하여 상기 실시예 9와 같은 제조 방법을 이용하여 접합 구조체를 형성하였다.
또한, 표면 처리 후의 표면 조밀도 Ra는 유리가 0.5 nm, PET 시트가 0.5 nm로 되었다.
［실시예 11］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 2장의 유리를 이용하여 상기 실시예 9와 같은 제조 방법을 이용해 접합 구조체를 형성하였다.
또한, 표면 처리 후의 각 유리의 표면 조밀도 Ra는 0.5 nm로 되었다.
［성능 평가(실시예 3~11)］
상기 실시예 3~11에서 제조된 접합 구조체의 접합 조건과 접합 강도 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
표중에서, 접합 매체층의 두께는, 접합면의 단위면적당의 수분량 S［mg/cm2］를 기준으로 하고, S=0.1 g/cm2의 경우를「소」, S=0.12 g/cm2의 경우를「중」, S=0.14 g/cm2의 경우를「대」라고 하였다. 또, 접합 강도의 평가 기준은, 「4」(＜0.001 Kg/mm2), 「3」(0.001~0.01 Kg/mm2), 「2」(0.01~0.1 Kg/mm2), 「1」(0.1 Kg/mm2~)로 하였다.

실시예		 접합 A/B계 플라즈마 처리조건 접합매체층두께 접합조건 접합강도
A B 파워(W) 시간(분) 온도(℃) 시간(분)
실시예3
제오노아
 PET시트 100 10 중 80 10 2
실시예4 유리 100 10 중 80 10 2
실시예5 제오노아 100 10 중 80 10 3
실시예6
PET 시트		 유리 50 10 중~대 80 10 1
실시예7 제오노아 50 10 중~대 80 10 2
실시예8 PET시트 50 10 중~대 80 10 1
실시예9
유리
 제오노아 300 2 소 80 10 2
실시예10 PET시트 300 2 소 80 10 1
실시예11 유리 300 2 소 80 10 3
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 3~11의 모든 접합계에 있어서 접합을 실현할 수 있었다. 특히, 제오노아-PET 시트, 제오노아-유리, PET 시트-유리, PET 시트-PET 시트의 계에서는, 0.01 Kg/mm2 이상의 강한 접합 강도를 가지는 접합 구조체를 제조할 수 있었다.
［실시예 12］
본 실시예에서는, 접합 재료로서 상기 제오노아 및 상기 유리를 이용하여 이하의 공정에 의해 접합 구조체를 제조하였다.
(1) 표면 처리 공정
제오노아의 표면에 대기 코로나 방전 처리(300 W/V, 10~20초)를 실시하였다.상기 제오노아의 표면 조밀도 Ra는, 표면 처리에 의해 1 nm에서 10 nm로 커졌다.
또, 유리 표면에 산소 플라즈마 처리(100 W, 5분)를 실시하였다. 상기 유리의 표면 조밀도 Ra는 0.5 nm로 되었다.
또, 접합 구조체를 구성하는 제오노아와 유리 조의 표면 처리 후의 합계 질량을 시험 샘플 마다 측정하였다.
(2) 접합 매체층 형성 공정
여기에서는, 상기 실시예 1의 접합 매체층 형성 공정과 같은 처리를 실시하였다.
(3) 협압공정
여기에서는, 상기 실시예 1의 협압공정과 같은 처리를 실시하였다. 또, 협압 공정후의 질량(제오노아, 유리 및 수막의 질량)을 측정하여 상기 표면 처리 공정 후에 측정한 질량과 비교하고, 질량의 증가량으로부터 접합 매체층의 두께(단위면적 근처의 수분량)를 측정하였다.
(4) 접합 공정
여기에서는, 상기 실시예 1의 접합 공정과 같은 처리를 행하고, 상기 협압공정에 의해 극히 얇은 수막을 개재시켜 근접된 제오노아와 유리를 100℃에서 5분간 열처리하여 접합하였다.
［성능 평가(실시예 12)］
제오노아와 유리의 접합 강도는, 접합 매체층의 두께가 0.1 g/cm2, 0.12 g/cm2의 경우는「1」(0.1 Kg/mm2~), 0.14 g/cm2의 경우는「2」(0.01~0.1 Kg/mm2)이었다. 또한 접합 매체층의 두께 0.14 g/cm2의 것을 더욱 30분간 길게 접합 처리(열처리)했는데, 접합 강도는「1」이 되었다.
또, 이러한 접합 구조체를 60℃의 온수에 4시간동안 침지한 바, 접합 매체층 두께가 0.1 g/cm2, 0.12 g/cm2의 것에 비해서, 접합 매체층 두께가 0.14 g/cm2 이고, 또한 30분 길게 열처리를 실시한 것은 박리되기 어렵고, 안정된 접합을 유지할 수 있었다.
또한 대기 코로나 방전 처리를 실시하지 않고, 통상의 산소 플라즈마 처리를 실시한 제오노아 및 유리를, 실시예 12와 같은 제조 방법으로 접합시켰는데, 접합 강도는「1」이 되었다. 이 접합 구조체는, 60℃의 온수에 30분 침지하면 접합 강도가 저하되었다.
이와 같이, 대기 코로나 방전 처리를 실시해, 표면 조밀도를 크게 한 다음 장시간 가열 처리를 실시한 것은, 열응력에 대한 박리 내성이 강해졌다.
［실시예 13］
본 실시예에서는, 접합 구조체의 일례로서 시클로 올레핀 고분자 필름(COP)인 제오노아(ZEONOR, 일본 제온 주식회사제)를 선택하여, 유리판과의 접합을 실시하였다.
(1) 표면 처리 공정
여기에서는, 코로나 플라즈마 처리(코로나 처리)에 의한 접합 재료의 표면 처리를 실시하였다. 구체적으로는, 대기압하에서 금속 전극과 유전체간에 고압을 인가하여 발생시킨 코로나 플라즈마를 수지 표면 및 유리 표면에 조사하고, 그 표면을 활성화하는 처리를 실시하였다.
대기압하에서의 코로나 플라즈마 처리 조건은 이하와 같다.
코로나 처리기：카스가전기 대형 리니어 코로나처리 실험장치
처리 조건：출력 150 W, 주사 속도 0.5 m/min, 전극-기판간 거리 1 mm
또한, 플라즈마 조사 전력(방전 에너지［KJ/m2］)은 출력과 주사 속도로부터 산출하였다.
(1. 1) 제오노아의 표면 친수화 처리
시클로 올레핀 폴리머로 이루어지는 제오노아는 기본적으로 C-H 결합으로 이루어지는 고분자이다. 이 C-H 기의 표면 에너지는 20~40 mN/m이며, 물에 대한 접촉각은 대체로 90도의 소수성을 나타낸다. 이 제오노아를 친수화하기 위해서, 대기압 코로나 플라즈마 처리를 실행하고, 제오노아 표면에 친수기를 도입하였다.
도 4는, 표면의 물접촉각과 코로나 플라즈마 처리 방전 에너지와의 관계를 나타낸다. 또, 도 5는, 대기압 코로나 플라즈마 처리에 의해 변화하는 제오노아 표면 C 관능기 성분의 변화를 나타낸다. C의 관능기 성분은 상기 실시예 1(도 2)과 같이 X선광전자 분석(XPS) 스펙트럼으로부터 구하였다.
도 4로부터, 코로나 플라즈마 처리에 의해 제오노아 표면의 접촉각이 감소하고, 친수성이 향상된 것을 알 수 있다. 제오노아의 접촉각은, 조사되는 방전 에너지가 일정치를 넘으면 40°부근에서 일정하게 된다. 또, 도 5로부터, 표면 처리에 의해 소수기인 C-C, C-H 결합 외에 새롭게 친수기의 OH, C=O, -CO3 등이 출현하는 것을 알 수 있다.
본 실시예에서는, 15 kJ/m2의 방전 에너지에서 코로나 플라즈마 조사를 실시하고, 제오노아의 접촉각을 약 40°로 하였다.
(1. 2) 유리 표면의 친수성 변화
유리 표면의 물접촉각과 코로나 플라즈마 처리 방전 에너지와의 관계를 도 6에 나타내었다. 처리 에너지의 증가에 수반해 유리 표면의 접촉각이 급격하게 감소해, 접촉각 5°전후의 초친수화한 상태가 되는 것을 알 수 있다.
본 실시예에서는, 15 kJ/m2의 방전 에너지에서 코로나 플라즈마 조사를 실시하고, 유리의 접촉각을 약 5°로 하였다.
(1. 3) 대기압 코로나 플라즈마 처리면의 표면 조밀도 변화
상기 제오노아 및 유리의 표면 처리 후의 표면 조밀도 Ra를 측정하였다. 상기 표면 조밀도 Ra는, 키엔스 VN-8010 원자간력 현미경(AFM)을 사용해, 표면을 주사하여 요철을 측정해 평균적인 표면 조밀도 Ra값을 산출하였다. 그 결과, 제오노아의 표면 조밀도 Ra는 모든 시험 샘플에서 약 1 nm, 유리의 표면 조밀도 Ra는 0.1 nm로 되었다.
(2) 접합 매체층 형성 공정
상기 표면 처리에 의해 친수화된 제오노아, 유리의 표면에 접합 매체층으로서 유기 금속 화합물을 피복시켰다. 유기 금속 화합물로서 본 실시예에서는 시란캅링제를 이용하였다. 상기 시란캅링제는 유기물과 규소로 구성되는 화합물로서, 분자 구조안에 무기질 재료(유리, 세라믹스, 금속 등)와 화학적 결합을 하는 반응기와, 유기 재료(비닐기, 에폭시기, 메타크릴기, 메르캅토기, 올레핀기 등)와 화학적 결합을 하는 반응기의 2종 이상의 다른 반응기를 가지고 있다. 따라서, 통상적으로 결합이 어려운 유기 재료와 무기 재료를 묶는 접합제로서 넓게 이용되고 있다.
사용된 시란캅링제는 3-아미노프로필트리메톡시실란(신에츠화학공업제 KBM903) 및 3-그리시드키시프로필트리메톡시실란(신에츠화학공업제 KBM403)이다. 이러한 시란캅링제의 상세 분자 구조를 표 3에 나타낸다.
KBM 903 (신에츠화학공업제) KBM403 (신에츠화학공업제)
3-아미노프로필트리메톡시실란 3-그리시드키시프로필트리메톡시실란

(CH3O)3SiC3H6NH2 		O
(CH3O)3SiC3H6OCH2CH-CH2
시란캅링제는, -OCH3, -OC2H5, -OCOCH3 등의 가수분해성기가 가수분해되어 실라놀(Si-OH)이 되어 부분적으로 축합하여 시란오리고마를 형성해 무기기재 표면에 수소결합적으로 흡착해 그 후의 탈수 축합 반응에 의해 강고한 O-Si-O 공유결합을 형성한다. 한편, 유기기재와의 반응, 상호작용에 대해서는 유기재의 측쇄 및 말단의 관능기(아미노기, 에폭시기, 메타크릴기, 비닐기, 메르캅토기 등)와의 반응이나, 주된 사슬로의 그라프트 중합 반응, 공반응, 유기재로의 상용화, 상호 침투 등의 메카니즘이 있다.
상술한 표면 처리 공정에서 친수화 처리한 유리 및 제오노아 필름 표면으로의 시란캅링 피복 처리는 이하의 순서로 실시하였다. 표면 처리한 유리 기판을 증발된 시란캅링제(KBM903) 증기에 30분 폭로하였다. 구체적으로는, 밀봉된 유리 용기의 바닥에 시란캅링제(액)를 넣어, 메쉬 형상의 선반용 판자 위에 유리 기판을 설치해 밀봉하였다. 또, 같은 수법으로, 표면 처리한 제오노아 필름을 시란캅링제(KBM403) 증기에 30분 폭로하였다.
이 폭로에 의해 유리 및 제오노아 필름상에 흡착된 유기 시란캅링 피막의 막두께는 대체로 2 nm 이하라고 생각할 수 있다(A.Hozumi, K.Uchiyama, H.Sugimura and O. Takai, Langmuir 15, 7600(1999)).
(3) 협압공정(열압착 접합 공정)
본 실시예에서는, 후술하는 접합 공정으로의 가열 처리에 앞서, 제조 샘플을 끼워 누르는 것과 동시에 가열 처리를 실시하였다(가열 압착하였다).
상기 접합 매체층 형성 공정에 의해 시란캅링제를 피복시킨 유리 및 제오노아를 전열 프레스에 의해 압착 접합하였다. 접합 조건은 온도 130℃, 압력 6 MPa, 시간은 5분으로 하였다.
또한, 유리 및 제오노아의 코로나 플라즈마 처리면에는 대기중의 수증기가 흡착되어 있어, 그 수증기에 의해서 시란캅링제가 가수분해하여 서서히 실라놀 형성이 진행된다고 생각할 수 있다. 이 실라놀은 열압착 접합 공정에 의한 탈수 축합 반응에 의해 공유결합을 형성한다고 생각할 수 있다.
또한, 코로나 플라즈마 처리면에의 수증기의 흡착은 기상으로부터의 자연 흡착 외에 분무기 또는 초음파 방식 가습기 등을 이용할 수가 있다.
(4) 접합 공정(가열 공정)
상기 열압착 접합 공정을 거친 유리와 제오노아의 접합체에 대해서 한층 더 가열 처리를 실시하여 보다 확실한 접합 상태를 형성하였다. 여기에서는, 미리 온도를 130℃로 조정한 항온조내에 유리와 제오노아의 제조 샘플(모든 공정을 종료하기 전의 접합 구조체를 가리킨다. 다른 실시예에서도 마찬가지로 한다)을 5분간 놓아 두었다.
이상의 공정에 의해, 유리와 제오노아로 이루어지는 접합 구조체를 제조하였다.
［실시예 14］
본 실시예에서는, 접합 매체층 형성 공정에 있어서, 유리에만 KBM903를 피복 하고, 제오노아에 대하여 시란캅링제의 피복을 실시하지 않는 점 이외는 기본적으로 실시예 13과 같은 접합 재료 및 공정으로 접합 구조체를 제조하였다.
［실시예 15］
본 실시예에서는, 유리와 제오노아로 이루어지는 접합 구조체를 제조하였다.
(1) 표면 처리 공정
상기 제오노아는 상기 실시예 13과 같은 대기압 코로나 플라즈마 처리에 의해 표면 처리를 실시하고, 표면의 접촉각을 약 40°로 하였다.
상기 유리는, 대기압 글로우 플라즈마 처리에 의해 표면 처리를 실시하였다. 플라즈마 처리 조건은 이하와 같다.
플라즈마 처리기：삼코제 플라즈마 드라이 클리너 Model PC-300
처리 조건：방전 가스 N2 220 L/min, 전력 150 kW, 반송 속도 1.5 m/min×2, 전극-기판간 거리 2 mm
상기 대기압 글로우 플라즈마 처리에 의해서, 유리의 접촉각은 약 5°로 되었다.
(2) 접합 매체층 형성 공정
본 실시예에서는, 상기 실시예 13과 같이, 표면 처리한 유리 기판을 증발한 시란캅링제(KBM903) 증기에 15분 폭로하고, 또, 표면 처리한 제오노아 필름을 시란캅링제(KBM403) 증기에 15분 폭로하였다.
(3) 협압공정
상기 접합 매체층 형성 공정에 의해 시란캅링제를 피복시킨 유리 및 제오노아를, 감압 환경하(약 500 Torr)에서, 또한 실온(25℃)에서, 유한회사 알아트가공제 핸드 롤러를 이용해 10 Kg/cm2의 압력으로 끼워 눌렀다.
(4) 접합 공정(가열 공정)
상기 협압공정을 거친 유리와 제오노아의 접합체에 대해서 한층 더 가열 처리를 실시하여 보다 확실한 접합 상태를 형성하였다. 여기에서는, 미리 온도를 130℃로 조정한 항온조내에 유리와 제오노아의 제조 샘플을 3분간 놓아 두었다.
이상의 공정에 의해, 유리와 제오노아로 이루어지는 접합 구조체를 제조하였다.
［실시예 16］
본 실시예에서는, 접합 매체층 형성 공정에 있어서, 유리에만 KBM903를 피복 하고, 제오노아에 대하여 시란캅링제의 피복을 실시하지 않는 점 이외는 기본적으로 상기 실시예 15와 같은 접합 재료 및 공정에서 접합 구조체를 제조하였다.
［실시예 17］
본 실시예에서는, 접합 매체층 형성 공정에 있어서, 유리에만 KBM403를 피복 하고, 제오노아에 대하여 시란캅링제의 피복을 실시하지 않는 점 이외는 기본적으로 상기 실시예 15와 같은 접합 재료 및 공정에서 접합 구조체를 제조하였다.
［실시예 18］
본 실시예에서는, 유리와 제오노아로 이루어지는 접합 구조체를 제조하였다.
(1) 표면 처리 공정
제오노아 및 유리를, 상기 실시예 13과 같이, 대기압 코로나 플라즈마 처리에 의해 표면 처리하고, 제오노아의 접촉각을 약 40°, 유리의 접촉각을 약 5°로 하였다.
(2) 접합 매체층 형성 공정
본 실시예에서는, 상기 실시예 13과 같이, 표면 처리한 유리 기판을 증발된 시란캅링제(KBM903) 증기에 15분동안 폭로하고, 또, 표면 처리한 제오노아 필름을 시란캅링제(KBM403) 증기에 15분동안 폭로하였다.
(3) 협압공정
상기 접합 매체층 형성 공정에 의해 시란캅링제를 피복시킨 유리 및 제오노아를, 대기압 환경하(약 760 Torr)에서, 또한 실온(25℃)에서, 유한회사 알아트가공제 핸드 롤러를 이용해 10 Kg/cm2의 압력으로 끼워 눌렀다.
(4) 접합 공정(가열 공정)
상기 협압공정을 거친 유리와 제오노아의 접합체에 대해서 한층 더 가열 처리를 실시하여 보다 확실한 접합 상태를 형성하였다. 여기에서는, 미리 온도를 130℃로 조정한 항온조내에 유리와 제오노아의 제조 샘플을 10분간 놓아 두었다.
이상의 공정에 의해, 유리와 제오노아로 이루어지는 접합 구조체를 제조하였다.
［실시예 19］
본 실시예에서는, 접합 매체층 형성 공정에 있어서, 유리에만 KBM903를 피복 하고, 제오노아에 대하여 시란캅링제의 피복을 실시하지 않는 점 이외는 기본적으로 상기 실시예 18와 같은 접합 재료 및 공정으로 접합 구조체를 제조하였다.
［실시예 20］
본 실시예에서는, 접합 매체층 형성 공정에 있어서, 유리 및 제오노아에 대하여 시란캅링제의 피복을 실시하지 않는 점 이외는 기본적으로 상기 실시예 18과 같은 접합 재료 및 공정으로 접합 구조체를 제조하였다.
［실시예 21］
본 실시예에서는, 유리와 제오노아로 이루어지는 접합 구조체를 제조하였다.
(1) 표면 처리 공정
제오노아 및 유리를, 감압 글로우 플라즈마 처리에 의해 표면 처리를 실시하였다. 플라즈마 처리 조건은 이하와 같다.
플라즈마 처리기：삼코제 플라즈마 드라이 클리너 모델(Model) PC-300
방전 가스：N2, 220 L/min
출력(유리)：300 W, 2분
출력(제오노아)：100 W, 10 분
상기 감압 글로우 플라즈마 처리에 의해서, 제오노아 표면의 접촉각을 약 40°, 유리 표면의 접촉각을 약 5°로 하였다.
(2) 접합 매체층 형성 공정
상기 표면 처리에 의해 친수화된 제오노아, 유리의 표면에 수증기 가스를 흡착시켜 접합 매체층을 형성하였다. 또한 수증기 가스의 흡착은 실온 25℃, 습도 50% 환경하에서 30분 자연 흡착시키는 것으로 실현되었다. 즉, 본 실시예에서는 시란캅링제의 폭로는 실시하지 않았다.
(3) 협압공정
상기 접합 매체층 형성 공정에 의해 수증기 가스를 흡착시킨 유리 및 제오노아를, 대기압 환경하(약 760 Torr)에서, 또한 실온 환경하에서, 유한회사 알아트 가공제 핸드 롤러를 이용해 10 Kg/cm2의 압력으로 끼워눌렀다.
(4) 접합 공정(가열 공정)
상기 협압공정을 거친 유리와 제오노아의 접합체에 대해서 한층 더 가열 처리를 실시하여 보다 확실한 접합 상태를 형성하였다. 여기에서는, 미리 온도를 80℃로 조정한 항온조내에 상기 유리와 제오노아의 제조 샘플을 10분간 놓아두었다.
이상의 공정에 의해, 유리와 제오노아로 이루어지는 접합 구조체를 제조하였다.
［실시예 22］
본 실시예에서는, 접합 공정에 있어서 가열 처리를 실시하지 않고, 상온에서 30분 놓아 둔 점 이외는 기본적으로 상기 실시예 20과 같은 접합 재료 및 공정으로 접합 구조체를 제조하였다.
［성능 평가 (실시예 13~22)］
상기 실시예 13~22에서 제조된 접합 구조체의 접합 강도를 필링 테스트로 측정하였다. 접합 조건과 접합 강도 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
접합 강도는, 내습 시험을 실시하지 않은 것과 내습 시험을 실시한 것 양쪽 모두에서 측정하였다. 내습 시험은, 온도 60℃, 습도 90%의 환경하에 470시간 놓아 두었다. 내습 시험을 실시하지 않은 것은, 온도 25℃, 습도 50%의 환경에 있어 470시간 놓아 둔 것을 측정하였다. 접합 강도의 평가 기준은, 「4」(＜0.001 Kg/mm2), 「3」(0.001~0.01 Kg/mm2), 「2」(0.01~0.1 Kg/mm2), 「1」(0.1 Kg/mm2~)로 하였다.

실시예		 접합면처리 시링캅링
폭로조건		 접합법
(협압공정)		 가열처리(접합공정) 접합온도
유리 제오노아 유리 제오노아 25℃,
50%		 60℃,
90%
실시예13 대기압
코로나
플라즈마		 대기압
코로나
플라즈마		 KBM903 KBM403 대기
열전접합		 130℃,5분 1 1
실시예14 대기압
코로나
플라즈마		 대기압
코로나
플라즈마		 KBM903 없음 대기
열전접합		 130℃,5분 1 1
실시예15 대기압
코로나
플라즈마		 대기압
코로나
플라즈마		 KBM903 KBM403 감압접합 130℃,3분 1 1
실시예16 대기압
코로나
플라즈마		 대기압
코로나
플라즈마		 KBM903 없음 감압접합 130℃,3분 1 4
실시예17 대기압
코로나
플라즈마		 대기압
코로나
플라즈마		 KBM903 없음 감압접합 130℃,3분 1 4
실시예18 대기압
코로나
플라즈마		 대기압
코로나
플라즈마		 KBM903 KBM403 대기접합 130℃,10분 1 2
실시예19 대기압
코로나
플라즈마		 대기압
코로나
플라즈마		 KBM903 없음 대기접합 130℃,10분 1 2
실시예20 대기압
코로나
플라즈마		 대기압
코로나
플라즈마		 없음 없음 대기접합 130℃,10분 1 4
실시예21 감압
글로우
플라즈마		 감압
글로우
플라즈마		 없음 없음 대기접합 80℃,10분 1 4
실시예22 감압
글로우
플라즈마		 감압
글로우
플라즈마		 없음 없음 대기접합 없음 1~2 4
표 4에 나타내었듯이, 실시예 13~22의 어느 조건에 있어서도 제오노아와 유리를 접합할 수 있었다. 또, 온도 25℃, 습도 50%의 환경하에 있어서는 470시간 경과후에도 충분한 접합 강도를 나타내었다.
또, 실시예 13, 14의 평가 결과로부터 알 수 있듯이, 유리, 제오노아의 양쪽 모두 또는 한편에 시란캅링제를 도포하여 열전 접합을 실시한 접합 구조체는, 내습 시험을 실시한 후에도 접합 강도는「1」이며, 충분한 내습성을 가지고 있었다.
또, 실시예 15의 평가 결과로부터 알 수 있듯이, 유리에 시란캅링제(KBM903)를 도포하고, 제오노아에 시란캅링제(KBM403)를 도포하여 감압하에서 접합을 실시했을 경우, 내습 시험을 실시한 후에도 접합 강도는「1」이며, 충분한 내습성을 가지고 있었다.
또, 실시예 17, 18의 평가 결과로부터 알 수 있듯이, 유리, 제오노아의 양쪽 모두 또는 한편에 시란캅링제를 도포하여 대기압하에서 접합을 행하고, 130℃에서 10분의 열처리를 실시한 접합 구조체는, 내습 시험을 실시한 후에도 접합 강도는「2」이고, 충분한 내습성을 가지고 있었다.
또, 표면 처리 공정에서는, 대기압 코로나 플라즈마, 대기압 글로우 플라즈마, 감압 글로우 플라즈마의 어떤 처리에서도 효과를 얻을 수 있는 것을 알 수가 있다.
접합 작업시에 대기압하에서 조작 가능한 것은, 감압 환경을 형성할 필요가 없는 점에서 유리하다. 또, 협압공정에 있어서, 열전 접합(전열 프레스에 의해 압착 접합)을 실시하면 내습성이 향상된다. 더우기, 실시예 15와 실시예 16, 17을 비교하면, 시란캅링제를 접합 재료 양쪽 모두에 도포하면 접합 강도가 향상되는 것을 알 수가 있다. 이러한 것으로부터, 상기 실시예 13~22 중에서는, 실시예 13의 제조 조건이 접합 강도 및 내습성을 높인다고 하는 점에서 가장 적합하다.
즉, 접합 재료를 대기압 코로나 플라즈마에 의해 친수화 처리하고, 유리에 KBM903를 도포하고, 제오노아에 KBM403를 도포해, 처리면을 130℃로 유지하면서 협압(열압착 접합)하고, 그 후 130℃에서 열처리 하는 것으로, 양호한 접합 구조체를 제조할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 의하면, 접착제를 이용하는 일 없이 여러가지 접합계에 대해 높은 접합 강도로 접합할 수 있다. 또, 접착제를 이용하지 않기 때문에 접착제에 의한 광학 특성의 열화가 발생하지 않는 데다가, 130℃이하의 가열에 의해서 접합을 실현하는 것으로부터, 접합을 실현하기 위해서 접합 재료를 저온에서 연화되는 연화점이 낮은 것으로 한정되거나, 130℃를 넘는 고온으로 하는 것에 의해 접합 재료의 광학 특성의 열화가 생기거나 하는 일이 없다.
또, 접합 매체층을 수증기 가스 흡착층(수막)에서 형성했을 경우, 여러 가지의 필름을 적층 다층화하는 경우에 있어서도, 각각의 접합계에 적절한 접합 매체층(수증기 가스 흡착층, 수막)을 그 두께를 최적화하여 형성하고, 100℃ 이하의 저온 열처리에 의한 계면반응을 이용하는 것으로, 접합계를 형성할 수 있다. 또, 본 발명의 수법은, 접합 매체층의 두께를, 접합면 상태에 따라 최적화하는 자유도가 있다.
더우기 접합 공정에 있어서 접합계면에 잔존하는 반응 생성물이나 가스는, 접합 매체층이 얇으면 그 양이 적게 되기 때문에, 접합 공정의 뒤에 단시간에 용이하게 접합계외로 비산시킬 수 있다. 현재 넓게 이용되고 있는 접착제 도포 방식으로는 그 도포층의 두께가 10μm~50μm이기 때문에, 접착제에 포함되는 방대한 용제, 수분의 접합계외로의 비산에 저온으로 10시간~20시간을 필요로 하고 있지만, 본 발명에서는 접합 매체층(수증기 가스 흡착층, 수막)이 5μm 이하가 되는 것을 생각하면, 본 발명의 유용성과 그 효과를 잘 알 수가 있다.
또, 접합 매개층 두께는 작을 수록 생산성이 향상된다. 한편, 접합 매체층 두께는 클 수록 열응력에 강해진다.
또, 접합 매체층을 시란캅링제로서 형성했을 경우, 가열 압착을 실시하는 것, 접합 재료 양쪽 모두에 시란캅링제를 도포하는 것, 130℃에서 10분 이상의 가열 처리를 실시하는 것 등의 적절한 접합 처리를 실시하는 것에 의해서 높은 내습성을 갖게 할 수도 있다.　
［그 외의 실시 형태］
상기 각 실시예에 있어서, 상기 표면 처리 공정에서는, 산소 플라즈마 처리 또는 대기 코로나 방전 처리를 실행하는 구성을 예시하였지만, 산소 이외의 플라즈마 처리나, 오존 처리, 전자파 조사 처리 등을 이용해도 좋다.
또, 실시예 1~실시예 12에 있어서, 상기 접합 매체층 형성 공정에서는, 접합 매체층을 2개의 접합 재료 양쪽 모두의 표면에 형성하는 구성을 예시했지만, 어느쪽이든 한편에만 접합 매체층을 형성하는 구성이어도 좋다.
또, 실시예 1~실시예 22의 상기 접합 매체층 형성 공정에 있어서는, 수증기 가스 또는 시란캅링제에 의해 접합 매체층을 형성하는 구성을 예시했지만, 수증기 가스나 시란캅링제 대신에, 수소 가스, 알코올 가스, 과산화 수소 가스, 유기 금속 화합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상에 의해 접합 매체층을 형성하는 것을 생각할 수 있다. 그 경우, 접합 공정에 있어서는 가열 처리와 함께, 또는 가열 처리를 대신하여, 전자파(자외선) 조사 처리를 실시하는 것으로, 각 접합 재료의 접합을 실현할 수 있다. 또한 수소 가스, 수증기 가스, 알코올 가스, 과산화 수소 가스, 시란캅링제의 어느 쪽인지를 이용한 경우에는, 가열 처리를 실시하면 양호하게 접합을 실현할 수 있고, 유기 금속 화합물을 이용했을 경우에는 전자파 조사를 실시하는 것으로 양호하게 접합을 실현할 수 있다. 여기서 말하는 유기 금속 화합물이란, 화학적 기상법(CVD)에 의한 박막 형성시에 넓게 이용되고 있는 유기 금속 화합물 가스가 해당된다.
그런데, 실시예 1~12에 있어서, 상기 접합 매체층의 두께는 본 발명에 의한 접합 구조체의 형성에 중요하다. 특히 접합 공정에 있어서 반응에 필요한 시간 및 미반응 가스, 반응에 의해 부차적으로 생긴 가스 등을 접합 구조체로부터 계외로 배제하는 시간은 접합 프로세스의 생산성을 현저하게 좌우하기 때문에 필요 충분한 두께로 제어하는 것이 바람직하다. 또, 접합 매체층의 두께는 접합면의 표면 조밀도도 고려하는 것이 바람직하다. 더우기, 접합 매체층에는 접합에 수반해 계면에 발생하는 응력을 완화 흡수하는 기능도 있다. 따라서, 접합 매체층의 두께는 접합면의 요철, 접합 응력의 완화 흡수 및 생산성을 고려해 결정하는 것이 바람직하다.
또, 실시예 1~12, 15~22에 있어서는, 협압공정에서 10 Kg/cm2의 압력으로 접합 재료를 끼워누르는 구성을 예시했지만, 0.1 Kg/cm2~100 Kg/cm2의 압력 범위에 있어서, 양호한 접합 결과를 얻을 수가 있다. 접합 매체층이 수막인 경우, 그 두께는, 협압시간이나 협압회수로 조정할 수 있다.
또, 상기 각 실시예에 있어서는, 산소 플라즈마 처리, 대기압 코로나 플라즈마 처리 등에 의해 표면 처리 공정을 실시하는 구성을 예시했지만, 본 발명의 접합 구조체의 제조 방법을 사용함에 있어서, 접합 재료가 미리 소망한 특성(젖음성, 청정성, 소정의 관능기의 존재 등)을 가지고 있는 경우, 표면 처리 공정을 실시하지 않고 접합 매체층 형성 공정을 실행할 수가 있다.
또, 협압공정을 하지 않고도 접합 공정에 의해서 접합이 가능한 경우, 또는 다른 방법에 의해 2개의 접합 재료를 근접하는 공정을 실행하는 경우에는, 협압공정을 실시하지 않아도 좋다.
또, 2개의 접합 재료의 접합 상태를, 높은 씰성(밀폐성)을 가지는 것으로 하는 것으로, 2개의 접합 재료의 사이에 전자 디바이스 등을 배치했을 때의 수증기등의 침입을 억제할 수 있는 접합 구조체를 제조할 수 있다.
또, 상기 각 실시예에 있어서는, 접합 공정이나 협압공정에 있어서, 50℃~130℃ 범위에 있어서 접합 재료를 가열하지만(또는 가열하지 않지만), 가열 온도는 130℃ 이상이어도 좋다. 그 경우의 가열 온도는, 접합 재료로서의 수지 재료의 유리 전이점 이하의 온도로 하면 좋다. 예를 들면 유리 전이점이 160℃인 시클로 올레핀계 수지를 접합 재료에 이용하는 경우는 160℃ 이하에서 가열하는 것이 바람직하다.

Claims (16)

  1. 2개의 접합 재료를 접합시켜서 되는 접합 구조체의 제조 방법으로서,
    상기 2개의 접합 재료중 적어도 어느쪽이든 한편의 접합면에, 수소 가스, 수증기 가스, 알코올 가스, 과산화 수소 가스, 유기 금속 화합물, 시란캅링제로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 접합 매체층을 형성하는 접합 매체층 형성 공정과,
    상기 2개의 접합 재료 및 상기 접합 매체층에 대해서, 상기 2개의 접합 재료를 상기 접합 매체층을 개재시켜 중첩한 상태에서, 가열 및/또는 전자파 조사를 실시하는 접합 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 접합 구조체의 제조 방법.
  2. 상기 2개의 접합 재료는, 시클로 올레핀계 수지 및 유리이고,
    상기 접합 매체층은, 시란캅링제로 이루어지고,
    상기 접합 공정은, 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  3. 상기 접합 매체층은, 시란캅링제증기를 상기 접합 재료에 폭로하는 것에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 청구항 2 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  4. 상기 2개의 접합 재료는, 모두 유기 화합물이고,
    상기 접합 매체층은, 수증기 가스 또는 유기 금속 화합물로 이루어지며,
    상기 접합 공정은, 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  5. 상기 2개의 접합 재료는, 시클로 올레핀계 수지, 및 폴리비닐 알코올계 수지인 것을 특징으로 하는 청구항 4 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  6. 상기 2개의 접합 재료는, 시클로 올레핀계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 유리로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종이며,
    상기 접합 매체층은, 수증기 가스로 이루어지며,
    상기 접합 공정은, 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  7. 상기 접합 공정에 있어서의 가열 온도는, 80℃~130℃인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 6중의 어느 한항에 있어서의 접합 구조체의 제조 방법.
  8. 상기 2개의 접합 재료는, 어느 쪽도 유기 화합물이며,
    상기 접합 매체층은, 유기 금속 화합물로 이루어지며,
    상기 접합 공정은, 전자파 조사를 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  9. 상기 2개의 접합 재료는, 유기 화합물 및 유리이며,
    상기 접합 매체층은, 수증기 가스 또는 알코올 가스로 이루어지며,
    상기 접합 공정은, 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  10. 상기 2개의 접합 재료는, 유기 화합물 및 유리이며,
    상기 접합 매체층은, 유기 금속 화합물로 이루어지며,
    상기 접합 공정은, 전자파 조사를 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  11. 상기 접합 매체층 형성 공정에 앞서,
    상기 2개의 접합 재료의 쳐 적어도 어느쪽이든 한편의 표면이 젖음성을 향상시키는 표면 처리를 실시하는 표면 처리 공정을 갖추는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 10중의 어느 한항에 있어서의 접합 구조체의 제조 방법.
  12. 상기 표면 처리 공정은, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 오존 처리, 전자파 조사 처리의 어느쪽이든 1개 이상을 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 11 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  13. 상기 표면 처리 공정은, 코로나 처리를 실시하는 공정이며,
    상기 접합 공정은, 35분 이상의 가열을 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 11 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  14. 상기 접합 매체층 형성 공정의 뒤에,
    상기 2개의 접합 재료를, 상접합 매체층을 개입시켜 거듭한 상태로 끼워누르는 협압공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 13중의 어느 한항에 있어서의 접합 구조체의 제조 방법.
  15. 상기 협압공정은, 상기 2개의 접합 재료를 끼워누르면서 가열하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 14 기재의 접합 구조체의 제조 방법.
  16. 2개의 접합 재료를 접합시켜서 되는 접합 구조체이며,
    상기 2개의 접합 재료가, 표면끼리의 수소결합 또는 금속 분자를 개재시킨 공유결합에서 접합되고 있는 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
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