WO2011010738A1

WO2011010738A1 - 接合構造体の製造方法および接合構造体

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Publication number: WO2011010738A1
Application number: PCT/JP2010/062471
Authority: WO
Inventors: 多賀　康訓
Original assignee: Taga Yasunori
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2011-01-27
Also published as: EP2335918A1; US9108393B2; EP2335918A4; CN102112303B; JP5670878B2; CN102112303A; US20110256405A1; JPWO2011010738A1; KR20120055489A

Abstract

　本発明は、２つの接合材料を接合させてなる接合構造体の製造方法であって、２つの接合材料のうち少なくともいずれか一方の接合面に、水素ガス、水蒸気ガス、アルコールガス、過酸化水素ガス、有機金属化合物、シランカップリング剤からなる群から選択される１種以上からなる接合媒体層を形成する接合媒体層形成工程と、２つの接合材料および接合媒体層に対して、２つの接合材料を接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱および／または電磁波照射を行う接合工程と、を備えることを特徴とする接合構造体の製造方法である。

Description

接合構造体の製造方法および接合構造体

　本発明は、２つの接合材料を接合させてなる接合構造体の製造方法、および接合構造体に関する。

　近年、液晶や有機ＥＬに代表されるフラットパネルディスプレイや太陽電池パネルにおいても省エネや環境性の観点から、現在のガラスやシリコン無機材料基板と比較してより薄く、より軽くフレッキシブルなフィルム基板への移行が強く求められている。

　液晶ディスプレイパネルは、２枚のガラス基板間に封入された液晶のほかに、光マネージメント機能を有する数多くの機能フィルムを多層に貼り合わせて構成されている。こうした機能フィルムには，偏光フィルム、位相差フィルム、反射防止フィルム，光制御フィルム、保護フィルム等がある。

　上記の液晶ディスプレイパネル作製過程では、材質や特性の異なる異種フィルム同士の貼り合わせやガラスとフィルムとの貼り合わせを行う接合プロセスが頻繁に行われる。しかしながら、一般的に有機材料フィルムは無機材料基板と比較して耐熱性が低く、製造工程において数百度になる熱プロセスが適用できない。よって、接着剤の塗布や比較的低温での熱圧着等の手法が用いられている。

　従来、接着剤を用いてフィルム同士を貼り合わせる技術として、例えば、コロナ放電処理を施した熱可塑性飽和ノルボルネン樹脂を、ポリエステルポリオール系の接着剤層を介してポリビニルアルコールからなる偏光子に貼り合わせて、偏光板の保護フィルムとする技術が開示されている（特許文献１参照）。

　またそれ以外に、偏光子（偏光フィルム）の一方の面に接着剤層を介してシクロオレフィン系樹脂フィルムを積層し、他方の面には接着剤層を介して酢酸セルロース系樹脂フィルムを積層し、偏光板とする技術が開示されている（特許文献２参照）。

　一方、接着剤を介さずに保護フィルムと偏光子を接合させる提案もなされている。例えば、軟化点の異なる２層の樹脂フィルムで保護フィルムを構成し、その低軟化点層側で偏光子に貼り合わせ、熱圧着して偏光板を得る技術や（特許文献３～５参照）、保護フィルムと偏光子とを保護フィルムの軟化点より低い温度で加熱処理や電磁波照射により接合させ偏光板を製造する方法（特許文献６参照）などが開示されている。

特開２０００－２４１６２７号公報特開２００６－１９５３２０号公報特開２００２－３０３７２５号公報特開２００２－３０３７２６号公報特開２００２－３０３７２７号公報特開２００８－１２２５０２号公報

　しかしながら、フィルム同士の接合に接着剤を用いると、接着剤がフィルムの特性に悪影響を及ぼす場合がある。例えば、偏光板の製造に接着剤を用いると、接着剤の光学特性や成分が偏光子の偏光度に影響することがあるなどの問題があった。

　また接着剤を用いる場合は乾燥工程に掛かる時間が長くなるなどの問題もあった。例えば、最近徐々に採用されてきている光弾性係数の小さいシクロオレフィン系樹脂フィルムを保護フィルムとして、水系の接着剤で偏光子に貼り合せた場合、上記特許文献２にも示されるように、十分な接着力を発現させるためには、貼合・乾燥後、さらに室温よりやや高い温度で数日間養生してやる必要があり、生産時間が一層長くなっていた。

　また、上記特許文献３～５に記載の方法では、保護フィルムと偏光子とを加熱圧着にて接合させるため、少なくとも偏光子と貼り合わされる側には、軟化点の低い樹脂フィルムを使用する必要があるなどの制限があった。また加熱処理温度は、偏光子に接する樹脂フィルムの軟化点以上にする必要があるため、偏光子の劣化など、偏光板の性能変化も懸念される。

　また、特許文献６では、保護フィルムの軟化点より低い温度にて接合しているが、十分な接合強度が得られていない。
　このように、従来の接合方法を用いて製造されたフィルムでは、接着剤の使用や樹脂フィルムの軟化点以上の加熱による光学特性の劣化が生じることや、十分な接合強度が得られないなどの問題があった。

　本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学特性の劣化を抑制しつつ、十分な接合強度を得ることができる接合構造体の製造方法、および接合構造体を提供することである。

　上述した問題を解決するためになされた第１局面の本願発明は、２つの接合材料を接合させてなる接合構造体の製造方法であって、前記２つの接合材料のうち少なくともいずれか一方の接合面に、水素ガス、水蒸気ガス、アルコールガス、過酸化水素ガス、有機金属化合物、シランカップリング剤からなる群から選択される１種以上からなる接合媒体層を形成する接合媒体層形成工程と、前記２つの接合材料および前記接合媒体層に対して、前記２つの接合材料を前記接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱および／または電磁波照射を行う接合工程と、を備えることを特徴とする接合構造体の製造方法である。

　このような接合構造体の製造方法において、接合媒体層形成工程にて接合面に形成される水素ガス、水蒸気ガス、アルコールガス、過酸化水素ガス、および有機金属化合物、シランカップリング剤は、接合工程において２つの接合材料それぞれと新しい接合を形成する。それにより２つの接合材料を強固に接合した接合構造体を製造することができる。

　上記製造方法にて製造された接合構造体は、接着剤を用いていないため接着剤による光学特性の劣化が発生しない。また、加熱処理は上記接合媒体層の材料が接合するために加えられる比較的低温のものであるため、高温で加熱することにより接合材料の光学特性の劣化が生じることを抑制でき、また低温で接合するために軟化点の低い樹脂に接合材料が限定されることもない。

　このように、上記製造方法によれば、光学特性の劣化を抑制しつつ、十分な接合強度を得ることができる接合構造体を製造することができる。
　なお、上述した水蒸気ガスとは、２つの接合材料の接合面に接合媒体層としての水膜を形成するものであって、水を気相化した水蒸気や、気体中に飛散する微小水滴、またはそれらの混合物などである。上述したこの微小水滴は、水膜による接合媒体層を良好に（極薄の水膜として）形成するために直径を100μｍ以下とすることが望ましい。このような水滴を形成するためには、微小な水滴が形成可能な霧吹き噴霧器や超音波加湿器などを使用することや、微小な水滴が多数存在する高湿度の雰囲気を恒湿槽や高湿庫などで形成することが考えられる。

　また、上述した有機金属化合物とは、SiやTiが有機官能基と結合したものである。有機金属化合物の基材への塗布はガス状化後に吸着させる方法や、水、アルコール等の溶剤に希釈し浸漬また噴霧する方法、スピンコート等による塗布法など、さまざまな方法を利用できる。なお、ガス状化後に吸着させる方法、即ちSiやTiが有機官能基と結合した溶液化合物が気化したものを基材表面に吸着させて塗布する場合には、2nm程度の極薄有機金属膜とすることで、より高い接合力を発揮するようになる。有機金属化合物としては、Si系のシランカップリング剤、テトラエトキシオキシシラン（TEOS）等がよく知られている。

　第２局面の本願発明は、第１局面の接合構造体の製造方法において、前記２つの接合材料がシクロオレフィン系樹脂およびガラスであり、前記接合媒体層がシランカップリング剤からなるものであり、前記接合工程が加熱を行う工程であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、シランカップリング剤における無機材料と化学結合する反応基（メトキシ基、エトキシ基など）がガラスと結合し、有機材料と化学結合する反応基（ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基など）がシクロオレフィン系樹脂と結合することで、ガラスとシクロオレフィン系樹脂とを接合してなる接合構造体を形成することができる。

　第３局面の本願発明は、第２局面の接合構造体の製造方法において、前記接合媒体層がシランカップリング剤蒸気を前記接合材料に曝露することによって形成されることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、シランカップリング剤蒸気により極薄の接合媒体層を形成することができ、高い接合力を得ることができるようになる。
　第４局面の本願発明は、第１局面の接合構造体の製造方法において、前記２つの接合材料がいずれも有機化合物であり、前記接合媒体層が水蒸気ガスまたは有機金属化合物からなるものであり、前記接合工程が加熱を行う工程であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、２つの接合材料を接合媒体層（水蒸気ガスまたは有機金属化合物吸着層）を介して重ねた状態で加熱処理を行うことにより、２つの接合材料の接合面同士を接合することができる。これは、有機金属化合物および水蒸気ガスにより形成された接合媒体層が加熱されることにより、有機化合物である接合材料の接触面の間にSi系共有結合（O－Si－O），水素結合（H－C）が形成されたためであると考えられる。

　第５局面の本願発明は、第４局面の接合構造体の製造方法において、前記２つの接合材料が、シクロオレフィン系樹脂，およびポリビニルアルコール系樹脂であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、シクロオレフィン系樹脂とポリビニルアルコール系樹脂との接合を実現することができる。
　第６局面の本願発明は、第１局面の接合構造体の製造方法において、前記２つの接合材料が、シクロオレフィン系樹脂，ポリエチレンテレフタレート，ガラスからなる群から選択される１種または２種であり、前記接合媒体層が水蒸気ガスからなるものであり、前記接合工程が加熱を行う工程であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、シクロオレフィン系樹脂，ポリエチレンテレフタレート，ガラスからなる群から選択される１種または２種との接合を実現することができる。

　第７局面の本願発明は、第１～第６局面のいずれかの接合構造体の製造方法において、前記接合工程における加熱温度が80℃～130℃であることを特徴とする。
　このような接合構造体の製造方法であれば、130℃以下の加熱にて接合構造体を製造できるため、接合材料の特性を劣化させることなく接合構造体を製造することができる。

　第８局面の本願発明は、第１局面の接合構造体の製造方法において、前記２つの接合材料が何れも有機化合物であり、前記接合媒体層が有機金属化合物からなるものであり、前記接合工程が電磁波照射を行う工程であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、接合材料を接合媒体層を介して重ねた状態で電磁波照射処理を行うことにより、２つの接合材料の接合面同士を接合することができる。これは、有機金属化合物により形成された接合媒体層に電磁波が照射されることにより、接合材料の接触面の間に共有結合が形成されたためであると考えられる。

　具体例としては、テトラエトキシシラン等のSiを含む有機金属化合物からなる接合媒体層が電磁波照射により分解反応を行うことで、－O－Si－O－結合が形成されことや、Tiを含む有機金属化合物からなる接合媒体層が電磁波照射により分解反応を行うことで、－O－Ti－O－結合が形成されることが挙げられる。

　第９局面の本願発明は、第１局面の接合構造体の製造方法において、前記２つの接合材料が有機化合物およびガラスであり、前記接合媒体層が水蒸気ガスまたはアルコールガスからなるものであり、前記接合工程が加熱を行う工程であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、ガラスと有機化合物層とを接合媒体層を介して重ねた状態で加熱処理を行うことにより、２つの接合材料の接合面同士を接合することができる。これは、水蒸気ガスにより形成された接合媒体層が加熱されることにより、ガラスと有機化合物との間に－C－H－O－結合が形成されたためであると考えられる。

　第１０局面の本願発明は、第１局面の接合構造体の製造方法において、前記２つの接合材料が有機化合物およびガラスであり、前記接合媒体層が有機金属化合物からなるものであり、前記接合工程が電磁波照射を行う工程であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、ガラスと有機化合物層とを接合媒体層を介して重ねた状態で電磁波照射処理を行うことにより、２つの接合材料の接合面同士を接合することができる。これは、有機金属化合物により形成された接合媒体層に電磁波が照射されることにより、接合材料の接触面の間に共有結合が形成されたためであると考えられる。

　第１１局面の本願発明は、第１～第８局面のいずれかの接合構造体の製造方法において、前記接合媒体層形成工程に先立って、前記２つの接合材料のうち少なくともいずれか一方の表面のぬれ性を向上する表面処理を行う表面処理工程を備えることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、媒体形成層と接合面との接触面積が大きくなるため、接合工程における接合を促進し、また接合強度を高めることができる。
　第１２局面の本願発明は、第１１局面の接合構造体の製造方法において、前記表面処理工程がコロナ処理，プラズマ処理，オゾン処理，電磁波照射処理，のいずれか１つ以上を行う工程であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、コロナ処理，プラズマ処理，オゾン処理，電磁波照射処理によって、適切に上述した表面処理を行うことができる。
　第１３局面の本願発明は、第１１局面の接合構造体の製造方法において、前記表面処理工程がコロナ処理を行う工程であり、前記接合工程が３５分以上の加熱を行う工程であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、接合構造体に熱が加えられたときの熱応力による２つの接合材料の剥離を抑制できる接合構造体を製造することができる。
　第１４局面の本願発明は、第１～第１３局面のいずれかの接合構造体の製造方法において、前記接合媒体層形成工程の後に、前記２つの接合材料を、前記接合媒体層を介して重ねた状態で挟圧する挟圧工程を備えることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法であれば、挟圧工程により接合材料の接触面を近接させることができるため、上記接合工程における接触面の接合を促進することができる。
　なお、挟圧工程の具体的な手法は特に限定されない。例えば、ローラー等により加圧することや、プレスにより加圧することなどが考えられる。挟圧の圧力は、接合材料の特性を損なわない程度の圧力であればよい。

　またこの挟圧工程は、上記接合工程の前に実行されるものであってもよいし、接合工程と同時に実行されるものであってもよい。
　第１５局面の本願発明は、第１４局面の接合構造体の製造方法において、前記挟圧工程が、前記２つの接合材料を挟圧しつつ加熱する工程であることを特徴とする。

　このような接合構造体の製造方法では、挟圧工程にて熱圧着接合を行うことで、接触面の接合を促進することができる。
　第１６局面の本願発明は、２つの接合材料を接合させてなる接合構造体であって、前記２つの接合材料が、表面同士の水素結合または金属分子を介した共有結合にて接合されていることを特徴とする。

　このような接合構造体は、接着剤を用いていないため接着剤による光学特性の劣化が発生しない。また、加熱処理は水蒸気ガスや有機金属化合物が接合するために加えられる比較的低温のものであるため、高温で加熱することにより接合材料の光学特性の劣化が生じることを抑制でき、また低温で接合するために軟化点の低い樹脂に接合材料が限定されることもない。

　よって、上記接合構造体であれば、光学特性の劣化を抑制しつつ、十分な接合強度を得ることができる。

ゼオノア表面の酸素プラズマ処理による接触角の変化を示すグラフ酸素プラズマ処理により変化するゼオノア表面Cの状態を示すＸ線光電子分析（XPS）結果酸素プラズマ処理により変化するPVA表面のCの状態を示すＸ線光電子分析（XPS）結果大気圧コロナプラズマ処理の放電エネルギーとゼオノア表面の接触角との関係を示すグラフ大気圧コロナプラズマ処理により変化するゼオノア表面Cの状態を示すＸ線光電子分析（XPS）結果大気圧コロナプラズマ処理の放電エネルギーとガラス表面の水接触角との関係を示すグラフ

　以下に本発明の実施形態を説明する。
＜PVAフィルムとシクロオレフィン高分子フィルムの接合＞
　本発明にて用いるPVAフィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものである。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。

　また、ポリビニルアルコール系樹脂の製造方法も特に限定されない。ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合される他の単量体として、例えば、不飽和カルボン酸類、不飽和スルホン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などを挙げることができる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85～100モル％程度、好ましくは98モル％以上である。このポリビニルアルコール系樹脂はさらに変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用し得る。また、ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1,000～10,000程度、好ましくは1,500～5,000程度である。

　また、PVAフィルムの膜厚は特に限定されない。PVAフィルムにより偏光板における偏光子を構成する場合には、10μm ～150μm 程度であれば適切に偏光子としての機能を発揮することができる。

　本発明にて用いるシクロオレフィン高分子フィルムは、シクロオレフィン系樹脂からなるフィルムである。シクロオレフィン系樹脂とは、例えば、ノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマーのような環状オレフィン（シクロオレフィン）からなるモノマーから導かれるユニットを有する熱可塑性の樹脂である。このシクロオレフィン系樹脂は、上記シクロオレフィンの開環重合体や２種以上のシクロオレフィンを用いた開環重合体の水素添加物であることができるほか、シクロオレフィンと鎖状オレフィンやビニル基を有する芳香族化合物との付加共重合体であってもよい。また、極性基が導入されていてもよい。

　市販の熱可塑性シクロオレフィン系樹脂として、日本ゼオン株式会社製“ゼオノア（ZEONOR）”、ドイツの Ticona 社から販売されている“Topas”、ＪＳＲ（株）から販売されている“アートン”、日本ゼオン（株）から販売されている“ゼオネックス（ZEONEX）”、三井化学（株）から販売されている“アペル”など（いずれも商品名）がある。このようなシクロオレフィン系樹脂を製膜して、フィルムとすることになるが、製膜には、溶剤キャスト法、溶融押出法など、公知の方法が適宜用いられる。製膜されたシクロオレフィン系樹脂フィルムも市販されており、例えば、積水化学工業（株）から販売されている“エスシーナ”及び“SCA40 ”、（株）オプテスから販売されている“ゼオノアフィルム”など（いずれも商品名）がある。

　本発明においては、後述する表面処理の効果が顕著に発現することから、シクロオレフィン系樹脂からなるフィルムを用いているが、それ以外の樹脂を用いてもよい。例えば、透明性に優れる樹脂からなるフィルムを選択すると、偏光板の保護フィルムとして用いることができる。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの如きポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオレフィン、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネートの如きセルロースエステル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、シクロオレフィン系樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、アクリル樹脂などが挙げられる。
［実施例１］
　本実施例では、接合構造体の一例として、液晶表示素子用に広く用いられる偏光板を製造した。具体的には、偏光板の偏光子としてポリビニルアルコール系フィルム（ポバールフィルム、株式会社クラレ製、100μｍ厚、以降単にPVAフィルムという）を選択し、また保護フィルムとしてはシクロオレフィン高分子フィルム（COP）であるゼオノア（ZEONOR、日本ゼオン株式会社製）を選択し、それらの接合を行った。

　また、接合条件が異なる接合構造体の製造サンプルを複数製造し、接合条件と接合強度の関係を調べた。
（１）表面処理工程
　ここでは、プラズマ処理による接合材料の表面処理を行った。

　プラズマ処理は、減圧下又は大気圧下で発生させた不活性ガスや酸素ガス等のプラズマを樹脂表面に照射して、その表面を活性化する処理である。使用する放電ガス種と投入電力により被処理面の親疎水性（親水基，疎水基の導入）、粗さ（凹凸）、化学的活性度が大きく変化する。そこで、本工程に先立って、使用する放電ガスを選択するための試験を行った。

　使用する放電ガスとして酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガス、のうちから１種を選択し、その選択したガスを用いた場合の親水化状態をガス種ごとに調べた結果、窒素ガス、アルゴンガスを用いたプラズマ処理でも親水化は実現できたが、酸素ガスを用いた親水化がもっとも好ましいことが判明した。従って、本工程では酸素プラズマによる表面処理を行った。

　プラズマ処理装置として、サムコ製プラズマドライクリーナーModel PC-300を用いた。
（１．１）ゼオノアの表面親水化処理
　シクロオレフィンポリマーからなるゼオノアは基本的にC-H結合からなる高分子である。このC-H基の表面エネルギーは20～40mN/mであり水に対する接触角はおおよそ90度の疎水性を示す。このゼオノアを親水化するために、酸素プラズマ処理を実行し、ゼオノア表面に親水基を導入した。

　図１にゼオノア表面の酸素プラズマ処理による接触角の変化を示す。また、図２に、酸素プラズマ処理により変化するゼオノア表面Cの状態を示すＸ線光電子分析（XPS）の結果を示す。図２において、太線が未処理状態の分析結果を示しており、他の線は放電電圧、処理時間を様々に変化させて表面処理を行った分析結果を示している。

　図１から、酸素プラズマ処理によりゼオノア表面の接触角が減少し、親水性が向上したことが分かる。また、図２から、表面処理により疎水基であるC-C、C-H結合のほかに新たに親水基の-OH,＝CO,-COOH等が出現することが分かる。
（１．２）ポリビニルアルコール系フィルムの表面処理
　PVAフィルムはその構造上バルクにOH基を有することから、表面未処理状態で既に親水性を呈する。従って、PVAフィルムの表面処理はフィルム表面に付着する微粒油脂や汚れの除去を副次的な目的として行った。

　図３に、酸素プラズマ処理により変化するPVAフィルム表面のCの状態を示すＸ線光電子分析（XPS）の結果を示す。図２と同様に、新たに親水基の＝CO, -COOH等が出現することがわかる。
（１．３）酸素プラズマ処理後の表面粗さおよび質量の測定
　上記ゼオノアおよびPVAフィルムの表面処理後の表面粗さRaを測定した。表面粗さRaは、キーエンスVN-8010原子間力顕微鏡（AFM）を使用し、表面を走査して凹凸を測定し平均的なRa値を算出した。その結果、ゼオノアの表面粗さRaは全ての製造サンプルで約1nm，PVAフィルムの表面粗さRaはサンプルごとにばらつき、5～20nmとなった。

　また、接合構造体を構成するゼオノアとPVAフィルム組の表面処理後の合計質量を製造サンプルごとに測定した。
（２）接合媒体層形成工程
　上記表面処理により親水化したゼオノア、PVAフィルムの表面に水蒸気ガスを吸着させて接合媒体層（水蒸気ガス吸着層、水の薄膜であって、以降、単に水膜とも述べる）を形成した。

　接合媒体層の形成は、霧吹き噴霧器または超音波方式加湿器などを用いることができるが、本実施例では、トヨトミ製超音波加湿器（TUH-A10）を用いて水蒸気ガスを噴霧した。接合面は親水化されており霧化水蒸気ガスを薄く均一に表面に吸着させることができた。なお、本実施例では、表面に吸着させる水蒸気ガスの量を製造サンプルごとに様々に変化させた。
（３）挟圧工程
　上記接合媒体層形成工程の後、PVAフィルムおよびゼオノアの表面は水膜で均一に覆われているため、それらを重ね合せると水膜の表面張力が発生して相互に引き合い近接するが、ここではさらにローラーにより挟圧することにより、PVAフィルムとゼオノア表面をさらに接近させた。本実施例では有限会社アルアート加工製ハンドローラーを用いて10Kg/cm²の圧力でPVAフィルムとゼオノアを挟圧した。

　また、挟圧後の質量（ゼオノア，PVAフィルムおよび水膜の質量）を測定して上記表面処理工程後に測定した質量と比較し、質量の増加量からPVAフィルムとゼオノアの接合面間に存在する水膜の質量を算出した。接合媒体層の厚さはその質量に比例するため、質量を測定することで厚さを測定できる。なお、ここでは上記ハンドローラーを使用する回数および時間を変更して、接合面の単位面積あたりの水分量Ｓを、0.1g/cm²，0.12g/cm²，0.14g/cm²のいずれかに合わせた。
（４）接合工程
　上記挟圧工程により極薄の水膜を介して近接したPVAフィルムとゼオノアを、低温熱処理により接合した。ここでは、予め温度を調整した恒温槽内に製造サンプルを静置した。熱処理の温度は50℃，80℃，100℃のいずれかとし、また熱処理時間は1分，5分，10分のいずれかとして接合を行った。
［性能評価（実施例１）］
　製造された接合構造体の接合強度をピーリングテストで測定した。製造された接合構造体の接合条件と接合強度評価結果を表１に示す。接合強度評価は、PVAフィルム,ゼオノア境界面の引き剥がし力に応じて４段階で評価した。なお、上記表面処理工程を行わなかったもの（未処理と表記）、上記接合媒体層形成工程を行わなかったもの（自然吸着と表記）も併せて接合強度を評価した。

　表中、接合媒体層の厚さは、接合面の単位面積当りの水分量Ｓ［mg/cm²］を基準とし、Ｓ＝0.1g/cm²の場合を「小」、Ｓ＝0.12g/cm²の場合を「中」、Ｓ＝0.14g/cm²の場合を「大」とした。また、接合強度の評価基準は、「４」（＜0.001Kg/mm²）,「３」（0.001～0.01Kg/mm²）,「２」（0.01～0.1 Kg/mm²),「１」（0.1 Kg/mm²～）とした。接合強度は評価の数値が小さいほど良好である。即ち、「１」の評価の場合に接合強度が最も高い。そして接合強度が高い順に「２」、「３」、「４」となる。

　表１に示すように、接合工程において80℃または100℃の加熱を実行した場合、高い接合強度を得ることができた。特に接合媒体層厚さが小、中の場合において、短時間の低温熱処理で高い接合強度を得ることができた。

　なお、酸素プラズマ表面処理を行わないものは、接合条件に拘らず高い接合強度を得ることはできなかった。これは、未処理のゼオノア表面が疎水性であるため、十分な接合面積を得られなかったためであると考えられる。
［実施例２］
　本実施例では、接合材料として上記ゼオノアおよび上記PVAフィルムを用い、以下の工程により接合構造体を製造した。
（１）表面処理工程
　ここでは、実施例１の表面処理工程と同様の処理を行った。プラズマ処理条件は100Ｗ，10分とした。
（２）接合媒体層形成工程
　ここでは、上記表面処理を施したゼオノアおよびPVAフィルムを、30℃、湿度80％とした恒温恒湿槽内に1時間静置した。
（３）挟圧工程
　ここでは、実施例１の挟圧工程と同様の処理を行った。
（４）接合工程
　ここでは、実施例１の接合工程と同様の処理を行ない、上記挟圧工程により近接したゼオノアとPVAフィルムを40℃で30分間熱処理して接合した。
［比較例１］
　本比較例では、接合材料として上記ゼオノアおよび上記PVAフィルムを用い、基本的に実施例２と同様の工程により接合構造体を製造したが、接合媒体層形成工程における恒温恒湿槽の温度を30℃、湿度を30％とした。
［性能評価（実施例２および比較例１）］
　実施例２におけるゼオノアとPVAフィルムの接合強度は「１」（0.1 Kg/mm²～）であった。一方、比較例１のゼオノアとPVAフィルムは接合させることができなかった。
＜シクロオレフィン高分子フィルム，ポリエチレンテレフタレート，ガラスの接合＞
［実施例３］
　本実施例では、接合材料としてシクロオレフィン高分子フィルム（ゼオノア）およびポリエチレンテレフタレートシート（ルミラーフィルム、東レ株式会社製、以下単にPETシートともいう）を用いて接合構造体を形成した。なお、以下の実施例においても、PETシートとはこのPETシートを指す。

　接合構造体の製造には、上記実施例１と基本的には同様の製造方法を用いた。表面処理工程におけるプラズマ処理条件は100Ｗ，10分とし、接合工程における熱処理温度は80℃、熱処理時間は10分とした。

　なお、表面処理後の表面粗さRaはゼオノアが1nm、PETシートが1nmとなった。
［実施例４］
　本実施例では、接合材料としてゼオノアおよびガラスを用い、上記実施例３と同様の製造方法を用いて接合構造体を形成した。ガラスは、フルウチ化学製EAGLE2000ガラスを用いた。なお、以下の実施例においても、ガラスとはこのガラスを指す。

　なお、表面処理後の表面粗さRaはゼオノアが1nm、ガラスが0.5nmとなった。
［実施例５］
　本実施例では、接合材料として２枚のゼオノアを用い、上記実施例３と同様の製造方法を用いて接合構造体を形成した。

　なお、表面処理後の各ゼオノアの表面粗さRaは1nmとなった。
［実施例６］
　本実施例では、接合材料としてPETシートおよびガラスを用いて接合構造体を形成した。

　接合構造体の製造には、上記実施例１と基本的には同様の製造方法を用いた。表面処理工程におけるプラズマ処理条件は50Ｗ，10分とし、接合工程における熱処理温度は80℃、熱処理時間は10分とした。

　なお、表面処理後の表面粗さRaはPETシートが1nm、ガラスが0.5nmとなった。
［実施例７］
　本実施例では、接合材料としてPETシートおよびゼオノアを用い、上記実施例６と同様の製造方法を用いて接合構造体を形成した。

　なお、表面処理後の表面粗さRaはPETシートが1nm、ゼオノアが1nmとなった。
［実施例８］
　本実施例では、接合材料として２枚のPETシートを用い、上記実施例６と同様の製造方法を用いて接合構造体を形成した。

　なお、表面処理後の各PETシートの表面粗さRaは1nmとなった。
［実施例９］
　本実施例では、接合材料としてガラスおよびゼオノアを用いて接合構造体を形成した。

　接合構造体の製造には、上記実施例１と基本的には同様の製造方法を用いた。表面処理工程におけるプラズマ処理条件は300Ｗ，2分とし、接合工程における熱処理温度は80℃、熱処理時間は10分とした。

　なお、表面処理後の表面粗さRaはガラスが0.5nm、ゼオノアが0.5nmとなった。
［実施例１０］
　本実施例では、接合材料としてガラスおよびPETシートを用い、上記実施例９と同様の製造方法を用いて接合構造体を形成した。

　なお、表面処理後の表面粗さRaはガラスが0.5nm、PETシートが0.5nmとなった。
［実施例１１］
　本実施例では、接合材料として２枚のガラスを用い、上記実施例９と同様の製造方法を用いて接合構造体を形成した。

　なお、表面処理後の各ガラスの表面粗さRaは0.5nmとなった。
［性能評価（実施例３～１１）］
　上記実施例３～１１にて製造された接合構造体の接合条件と接合強度評価結果を表２に示す。

　表中、接合媒体層の厚さは、接合面の単位面積当りの水分量Ｓ［mg/cm²］を基準とし、Ｓ＝0.1g/cm²の場合を「小」、Ｓ＝0.12g/cm²の場合を「中」、Ｓ＝0.14g/cm²の場合を「大」とした。また、接合強度の評価基準は、「４」（＜0.001Kg/mm²）,「３」（0.001～0.01Kg/mm²）,「２」（0.01～0.1 Kg/mm²),「１」（0.1 Kg/mm²～）とした。

　表２に示すように、実施例３～１１のすべての接合系において接合を実現することができた。特に、ゼオノア－PETシート、ゼオノア－ガラス、PETシート－ガラス、PETシート－PETシートの系では、0.01Kg/mm²以上の強い接合強度を有する接合構造体が製造できた。
［実施例１２］
　本実施例では、接合材料として上記ゼオノアおよび上記ガラスを用い、以下の工程により接合構造体を製造した。
（１）表面処理工程
　ゼオノアの表面に大気コロナ放電処理（300W／V, 10～20秒）を行った。ゼオノアの表面粗さRaは、表面処理により1nmから10nmと大きくなった。

　また、ガラス表面に酸素プラズマ処理（100W、5分）を行った。ガラスの表面粗さRaは0.5nmとなった。
　また、接合構造体を構成するゼオノアとガラス組の表面処理後の合計質量を試験サンプルごとに測定した。
（２）接合媒体層形成工程
　ここでは、実施例１の接合媒体層形成工程と同様の処理を行った。
（３）挟圧工程
　ここでは、実施例１の挟圧工程と同様の処理を行った。また、挟圧後の質量（ゼオノア，ガラスおよび水膜の質量）を測定して上記表面処理工程後に測定した質量と比較し、質量の増加量から接合媒体層の厚さ（単位面積あたりの水分量）を測定した。
（４）接合工程
　ここでは、実施例１の接合工程と同様の処理を行ない、上記挟圧工程により極薄の水膜を介して近接したゼオノアとガラスを100℃で5分間熱処理して接合した。
［性能評価（実施例１２）］
　ゼオノアとガラスの接合強度は、接合媒体層の厚さが0.1g/cm²，0.12g/cm²の場合は「１」（0.1 Kg/mm²～）、0.14g/cm²の場合は「２」（0.01～0.1 Kg/mm²)であった。なお、接合媒体層の厚さ0.14g/cm²のものをさらに30分間長く接合処理（熱処理）したところ、接合強度は「１」となった。

　また、これらの接合構造体を60℃の温水に4時間浸漬したところ、接合媒体層厚さが0.1g/cm²，0.12g/cm²のものに比べて、接合媒体層厚さが0.14g/cm²であり、かつ30分長く熱処理を行ったものは剥離しにくく、安定した接合が維持できた。

　なお、大気コロナ放電処理を行わない、通常の酸素プラズマ処理を行ったゼオノアおよびガラスを、実施例１２と同様の製造方法で接合させたところ、接合強度は「１」となった。この接合構造体は、60℃の温水に30分浸漬すると接合強度が低下した。

　このように、大気コロナ放電処理を行い、表面粗さを大きくした上で長時間加熱処理を行ったものは、熱応力に対する剥離耐性が強くなった。
［実施例１３］
　本実施例では、接合構造体の一例として、シクロオレフィン高分子フィルム（COP）であるゼオノア（ZEONOR、日本ゼオン株式会社製）を選択し、ガラス板との接合を行った。（１）表面処理工程
　ここでは、コロナプラズマ処理（コロナ処理）による接合材料の表面処理を行った。具体的には、大気圧下で金属電極と誘電体間に高圧を印加し発生させたコロナプラズマを樹脂表面およびガラス表面に照射して、その表面を活性化する処理を行った。

　大気圧下でのコロナプラズマ処理条件は以下のとおりである。
　コロナ処理機：春日電機　大型リニアコロナ処理実験装置
　処理条件：出力150W、走査速度0.5m/min、電極‐基板間距離1mm
　なお、プラズマ照射電力（放電エネルギー［KJ/m²］）は出力と走査速度から算出した。
（１．１）ゼオノアの表面親水化処理
　シクロオレフィンポリマーからなるゼオノアは基本的にC-H結合からなる高分子である。このC-H基の表面エネルギーは20～40mN/mであり水に対する接触角はおおよそ90度の疎水性を示す。このゼオノアを親水化するために、大気圧コロナプラズマ処理を実行し、ゼオノア表面に親水基を導入した。

　図４に、表面の水接触角とコロナプラズマ処理放電エネルギーとの関係を示す。また、図５に、大気圧コロナプラズマ処理により変化するゼオノア表面C官能基成分の変化を示す。Cの官能基成分は実施例１（図２）と同様にＸ線光電子分析（XPS）スペクトルから求めた。

　図４から、コロナプラズマ処理によりゼオノア表面の接触角が減少し、親水性が向上したことが分かる。ゼオノアの接触角は、照射される放電エネルギーが一定値を超えると４０°付近にて一定となる。また、図５から、表面処理により疎水基であるC-C、C-H結合のほかに新たに親水基のOH、C＝O、-CO₃等が出現することが分かる。

　本実施例では、15kJ/m²の放電エネルギーにてコロナプラズマ照射を行い、ゼオノアの接触角を約40°とした。
（１．２）ガラス表面の親水性変化
　ガラス表面の水接触角とコロナプラズマ処理放電エネルギーとの関係を図６に示す。処理エネルギーの増加に伴いガラス表面の接触角が急激に減少し、接触角5°前後の超親水化した状態となることがわかる。

　本実施例では、15kJ/m²の放電エネルギーにてコロナプラズマ照射を行い、ガラスの接触角を約5°とした。
（１．３）大気圧コロナプラズマ処理面の表面粗さ変化
　上記ゼオノアおよびガラスの表面処理後の表面粗さRaを測定した。表面粗さRaは、キーエンスVN-8010原子間力顕微鏡（AFM）を使用し、表面を走査して凹凸を測定し平均的なRa値を算出した。その結果、ゼオノアの表面粗さRaは全ての試験サンプルで約1nm，ガラスの表面粗さRaは0.1nmとなった。
（２）接合媒体層形成工程
　上記表面処理により親水化したゼオノア、ガラスの表面に接合媒体層として有機金属化合物を被覆させた。有機金属化合物として本実施例ではシランカップリング剤を用いた。シランカップリング剤は有機物とケイ素から構成される化合物で分子構造の中に無機質材料（ガラス、セラミックス、金属等）と化学的結合をする反応基と、有機材料（ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、メルカプト基、オレフィン基等）と化学的結合をする反応基の2種以上の異なった反応基を有している。従って、通常結合の難しい有機材料と無機材料を結びつける接合剤として広く用いられている。

　使用したシランカップリング剤は3-アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業製　KBM903）及び3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業製　KBM403）である。これらのシランカップリング剤の分子構造詳細を表３に示す。

　シランカップリング剤は、-OCH₃，-OC₂H₅，-OCOCH₃などの加水分解性基が加水分解されてシラノール（Si-OH）となり部分的に縮合してシランオリゴマーを形成し無機基材表面に水素結合的に吸着しその後の脱水縮合反応により強固なO-Si-O共有結合を形成する。一方、有機基材との反応、相互作用については有機材の側鎖及び末端の官能基（アミノ基、エポキシ基、メタクリル基、ビニル基、メルカプト基など）との反応や、主鎖へのグラフト重合反応、共反応、有機材への相溶化、相互浸透等のメカニズムがある。

　上述した表面処理工程にて親水化処理したガラス及びゼオノアフィルム表面へのシランカップリング被覆処理は以下の手順で行った。表面処理したガラス基板を蒸発したシランカップリング剤（KBM903）蒸気に30分暴露した。具体的には、密封されたガラス容器の底にシランカップリング剤（液）を入れ、メッシュ状の棚板の上にガラス基板を設置し封止した。また、同様の手法にて、表面処理したゼオノアフィルムをシランカップリング剤（KBM403）蒸気に30分暴露した。

　この暴露によりガラス及びゼオノアフィルム上に吸着した有機シランカップリング皮膜の膜厚はおおよそ2nm以下と考えられる（A.Hozumi, K.Uchiyama, H.Sugimura and O. Takai, Langmuir 15, 7600(1999).）。
（３）挟圧工程（熱圧着接合工程）
　本実施例では、後述する接合工程での加熱処理に先立ち、製造サンプルを挟圧するとともに加熱処理を施した（加熱圧着した）。

　上記接合媒体層形成工程によりシランカップリング剤を被覆させたガラス及びゼオノアを電熱プレスにより圧着接合した。接合条件は温度130℃、圧力6MPa、時間5分とした。
　なお、ガラス及びゼオノアのコロナプラズマ処理面には大気中の水蒸気が吸着しており、その水蒸気によってシランカップリング剤が加水分解して徐々にシラノール形成が進行すると考えられる。このシラノールは熱圧着接合工程による脱水縮合反応により共有結合を形成すると考えられる。

　なお、コロナプラズマ処理面への水蒸気の吸着は気相からの自然吸着のほかに霧吹き噴霧器または超音波方式加湿器などを用いることができる。
（４）接合工程（加熱工程）
　上記熱圧着接合工程を経たガラスとゼオノアの接合体に対してさらに加熱処理を行ってより確実な接合状態を形成した。ここでは、予め温度を130℃に調整した恒温槽内にガラスとゼオノアの製造サンプル（全ての工程を終了する前の接合構造体を指す。他の実施例でも同様とする。）を5分間静置した。

　以上の工程により、ガラスとゼオノアとからなる接合構造体を製造した。
［実施例１４］
　本実施例では、接合媒体層形成工程において、ガラスにのみKBM903を被覆し、ゼオノアに対するシランカップリング剤の被覆を行わない点以外は基本的に実施例１３と同様の接合材料および工程にて接合構造体を製造した。
［実施例１５］
　本実施例では、ガラスとゼオノアとからなる接合構造体を製造した。
（１）表面処理工程
　ゼオノアは実施例１３と同様の大気圧コロナプラズマ処理により表面処理を行い、表面の接触角を約40°とした。

　ガラスは、大気圧グロープラズマ処理により表面処理を行った。プラズマ処理条件は以下のとおりである。
　プラズマ処理機：サムコ製プラズマドライクリーナーModel PC-300
　処理条件：放電ガスN₂　220L/min、電力150kW、搬送速度1.5m/min×2、電極‐基板間距離2mm
　上記大気圧グロープラズマ処理によって、ガラスの接触角は約5°となった。
（２）接合媒体層形成工程
　本実施例では、実施例１３と同様に、表面処理したガラス基板を蒸発したシランカップリング剤（KBM903）蒸気に15分暴露し、また、表面処理したゼオノアフィルムをシランカップリング剤（KBM403）蒸気に15分暴露した。
（３）挟圧工程
　上記接合媒体層形成工程によりシランカップリング剤を被覆させたガラス及びゼオノアを、減圧環境下（約500Torr）、かつ室温（25℃）で、有限会社アルアート加工製ハンドローラーを用いて10Kg/cm²の圧力で挟圧した。
（４）接合工程（加熱工程）
　上記挟圧工程を経たガラスとゼオノアの接合体に対してさらに加熱処理を行ってより確実な接合状態を形成した。ここでは、予め温度を130℃に調整した恒温槽内にガラスとゼオノアの製造サンプルを3分間静置した。

　以上の工程により、ガラスとゼオノアとからなる接合構造体を製造した。
［実施例１６］
　本実施例では、接合媒体層形成工程において、ガラスにのみKBM903を被覆し、ゼオノアに対するシランカップリング剤の被覆を行わない点以外は基本的に実施例１５と同様の接合材料および工程にて接合構造体を製造した。
［実施例１７］
　本実施例では、接合媒体層形成工程において、ガラスにのみKBM403を被覆し、ゼオノアに対するシランカップリング剤の被覆を行わない点以外は基本的に実施例１５と同様の接合材料および工程にて接合構造体を製造した。
［実施例１８］
　本実施例では、ガラスとゼオノアとからなる接合構造体を製造した。
（１）表面処理工程
　ゼオノアおよびガラスを、実施例１３と同様の大気圧コロナプラズマ処理により表面処理し、ゼオノアの接触角を約40°、ガラスの接触角を約5°とした。
（２）接合媒体層形成工程
　本実施例では、実施例１３と同様に、表面処理したガラス基板を蒸発したシランカップリング剤（KBM903）蒸気に15分暴露し、また、表面処理したゼオノアフィルムをシランカップリング剤（KBM403）蒸気に15分暴露した。
（３）挟圧工程
　上記接合媒体層形成工程によりシランカップリング剤を被覆させたガラス及びゼオノアを、大気圧環境下（約760Torr）、かつ室温（25℃）で、有限会社アルアート加工製ハンドローラーを用いて10Kg/cm²の圧力で挟圧した。
（４）接合工程（加熱工程）
　上記挟圧工程を経たガラスとゼオノアの接合体に対してさらに加熱処理を行ってより確実な接合状態を形成した。ここでは、予め温度を130℃に調整した恒温槽内にガラスとゼオノアの製造サンプルを10分間静置した。

　以上の工程により、ガラスとゼオノアとからなる接合構造体を製造した。
［実施例１９］
　本実施例では、接合媒体層形成工程において、ガラスにのみKBM903を被覆し、ゼオノアに対するシランカップリング剤の被覆を行わない点以外は基本的に実施例１８と同様の接合材料および工程にて接合構造体を製造した。
［実施例２０］
　本実施例では、接合媒体層形成工程において、ガラスおよびゼオノアに対するシランカップリング剤の被覆を行わない点以外は基本的に実施例１８と同様の接合材料および工程にて接合構造体を製造した。
［実施例２１］
　本実施例では、ガラスとゼオノアとからなる接合構造体を製造した。
（１）表面処理工程
　ゼオノアおよびガラスを、減圧グロープラズマ処理により表面処理を行った。プラズマ処理条件は以下のとおりである。

　プラズマ処理機：サムコ製プラズマドライクリーナーModel PC-300
　放電ガス：N₂、220L/min
　出力（ガラス）：300W、2分
　出力（ゼオノア）：100W、10分
　上記減圧グロープラズマ処理によって、ゼオノア表面の接触角を約40°、ガラス表面の接触角を約5°とした。
（２）接合媒体層形成工程
　上記表面処理により親水化したゼオノア、ガラスの表面に水蒸気ガスを吸着させて接合媒体層を形成した。なお、水蒸気ガスの吸着は室温25℃、湿度50％環境下にて30分自然吸着させることにより実現した。即ち、本実施例ではシランカップリング剤の暴露は行っていない。
（３）挟圧工程
　上記接合媒体層形成工程により水蒸気ガスを吸着させたガラス及びゼオノアを、大気圧圧環境下（約760Torr）、室温環境下で、有限会社アルアート加工製ハンドローラーを用いて10Kg/cm²の圧力で挟圧した。
（４）接合工程（加熱工程）
　上記挟圧工程を経たガラスとゼオノアの接合体に対してさらに加熱処理を行ってより確実な接合状態を形成した。ここでは、予め温度を80℃に調整した恒温槽内にガラスとゼオノアの製造サンプルを10分間静置した。

　以上の工程により、ガラスとゼオノアとからなる接合構造体を製造した。
［実施例２２］
　本実施例では、接合工程において加熱処理を行わず、常温で30分静置した点以外は基本的に実施例２０と同様の接合材料および工程にて接合構造体を製造した。
［性能評価（実施例１３～２２）］
　上記実施例１３～２２にて製造された接合構造体の接合強度をピーリングテストで測定した。接合条件と接合強度評価結果を表４に示す。

　接合強度は、耐湿試験を行っていないものと耐湿試験を行ったものとの両方にて測定した。耐湿試験は、温度60℃，湿度90％の環境下に470時間静置した。耐湿試験を行っていないものは、温度25℃，湿度50％の環境において470時間静置したものを測定した。接合強度の評価基準は、「４」（＜0.001Kg/mm²），「３」（0.001～0.01Kg/mm²），「２」（0.01～0.1 Kg/mm²)，「１」（0.1 Kg/mm²～）とした。

　表４に示すように、実施例１３～２２のいずれの条件においてもゼオノアとガラスとを接合することができた。また、温度25℃、湿度50％の環境下においては470時間経過後も充分な接合強度を示した。

　また、実施例１３，１４の評価結果から分かるように、ガラス、ゼオノアの両方または一方にシランカップリング剤を塗布して熱電貼り合わせを行った接合構造体は、耐湿試験を行った後も接合強度は「１」であり、充分な耐湿性を有していた。

　また、実施例１５の評価結果から分かるように、ガラスにシランカップリング剤（KBM903）を塗布し、ゼオノアにシランカップリング剤（KBM403）を塗布して減圧下で貼り合わせを行った場合、耐湿試験を行った後も接合強度は「１」であり、充分な耐湿性を有していた。

　また、実施例１７、１８の評価結果から分かるように、ガラス、ゼオノアの両方または一方にシランカップリング剤を塗布して大気圧下で貼り合わせを行ない、130℃で10分の熱処理を施した接合構造体は、耐湿試験を行った後も接合強度は「２」であり、充分な耐湿性を有していた。

　また、表面処理工程では、大気圧コロナプラズマ，大気圧グロープラズマ，減圧グロープラズマのいずれの処理であっても効果が得られることが分かった。
　貼り合せ作業時に大気圧下で操作可能であることは、減圧環境を形成する必要がない点で有利である。また、挟圧工程において、熱電貼り合わせ（電熱プレスにより圧着接合）を行うと耐湿性が向上する。さらに、実施例１５と実施例１６，１７とを比較すると、シランカップリング剤を接合材料両方に塗布すると接合強度が向上することが分かる。これらのことから、上記実施例１３～２２の中では、実施例１３の製造条件が接合強度および耐湿性を高めるという点では最も適している。

　即ち、接合材料を大気圧コロナプラズマにより親水化処理し、ガラスにKBM903を塗布し、ゼオノアにKBM403を塗布し、処理面を130℃に維持しながら挟圧（熱圧着接合）し、その後130℃で熱処理することで、良好な接合構造体を製造することができる。
［発明の効果］
　本発明の製造方法によれば、接着剤を用いることなく様々な接合系に対し高い接合強度で接合することができる。また、接着剤を用いていないため接着剤による光学特性の劣化が発生しないうえ、130℃以下の加熱によって接合を実現することから、接合を実現するために接合材料を低温で軟化する軟化点の低いものに限定されたり、130℃を超える高温にすることにより接合材料の光学特性の劣化が生じたりすることもない。

　また、接合媒体層を水蒸気ガス吸着層（水膜）にて形成した場合、種々のフィルムを積層多層化する場合においても、それぞれの接合系に適した接合媒体層（水蒸気ガス吸着層、水膜）をその厚さを最適化して形成し、100℃以下の低温熱処理による界面反応を利用することで、接合系を形成することができる。また、本発明の手法は、接合媒体層の厚さを、接合面の状態に応じて最適化する自由度がある。

　さらに、接合工程において接合界面に残存する反応生成物やガスは、接合媒体層が薄いとその量が少なくなるため、接合工程の後に短時間で容易に接合系外に飛散させることが出来る。現在広く用いられている接着剤塗布方式ではその塗布層の厚さが10μｍ～50μｍであるため、接着剤に含まれる膨大な溶剤、水分の接合系外への飛散に低温で10時間～20時間を要しているが、本発明では接合媒体層（水蒸気ガス吸着層、水膜）が5μｍ以下となることを考えると、本発明の有用性とその効果が良くわかる。

　また、接合媒介層厚さは小さいほど生産性が向上する。一方、接合媒体層厚さは大きいほど熱応力に強くなる。
　また、接合媒体層をシランカップリング剤にて形成した場合、加熱圧着を行うこと，接合材料両方にシランカップリング剤を塗布すること，130℃にて10分以上の加熱処理を行うこと，などの適切な接合処理を行うことによって高い耐湿性を持たせることもできる。
　［その他の実施形態］
　上記各実施例において、上記表面処理工程では、酸素プラズマ処理または大気コロナ放電処理を実行する構成を例示したが、酸素以外のプラズマ処理や、オゾン処理，電磁波照射処理などを用いてもよい。

　また、実施例１～実施例１２において、上記接合媒体層形成工程では、接合媒体層を２つの接合材料両方の表面に形成する構成を例示したが、いずれか一方にのみ接合媒体層を形成する構成であってもよい。

　また、実施例１～実施例２２の上記接合媒体層形成工程においては、水蒸気ガスまたはシランカップリング剤により接合媒体層を形成する構成を例示したが、水蒸気ガスやシランカップリング剤に変えて、水素ガス、アルコールガス、過酸化水素ガス、有機金属化合物からなる群から選択される１種以上により接合媒体層を形成することが考えられる。その場合、接合工程においては加熱処理と共に、または加熱処理に変えて、電磁波（紫外線）照射処理を行うことで、各接合材料の接合を実現できる。なお、水素ガス、水蒸気ガス、アルコールガス、過酸化水素ガス、シランカップリング剤の何れかを用いた場合には、加熱処理を行うと良好に接合を実現でき、有機金属化合物を用いた場合には電磁波照射を行うことで良好に接合を実現できる。ここでいう有機金属化合物とは、化学的気相法(CVD)による薄膜形成時に広く用いられている有機金属化合物ガスが該当する。

　ところで、実施例１～１２において、上記接合媒体層の厚さは本発明による接合構造体の形成に重要である。特に接合工程において反応に要する時間、および、未反応ガス，反応により副次的に生じたガス等を接合構造体から系外に排除する時間は接合プロセスの生産性を著しく左右することから必要十分の厚さに制御することが望ましい。また、接合媒体層の厚さは接合面の表面粗さをも考慮することが望ましい。さらに、接合媒体層には接合に伴い界面に発生する応力を緩和吸収する機能もある。従って、接合媒体層の厚さは接合面の凹凸、接合応力の緩和吸収、及び生産性を考慮して決めることが望ましい。

　また、実施例１～１２，１５～２２においては、挟圧工程にて10Kg/cm²の圧力で接合材料を挟圧する構成を例示したが、0.1Kg/cm²～100Kg/cm²の圧力範囲において、良好な接合結果を得ることができる。接合媒体層が水膜である場合、その厚さは、挟圧時間や挟圧回数で調整することができる。

　また、上記各実施例においては、酸素プラズマ処理、大気圧コロナプラズマ処理などにより表面処理工程を行う構成を例示したが、本発明の接合構造体の製造方法を使用するにあたって、接合材料が予め所望の特性を（ぬれ性、清浄性、所定の官能基の存在など）有している場合、表面処理工程を行わずに接合媒体層形成工程を実行することができる。

　また、挟圧工程をせずとも接合工程によって接合が可能である場合、または別の方法により２つの接合材料を近接する工程を実行する場合には、挟圧工程を行わなくともよい。
　また、２つの接合材料の接合状態を、高いシール性（密閉性）を有するものとすることで、２つの接合材料の間に電子デバイスなどを配置した際の水蒸気などの侵入を抑制することができる接合構造体を製造することができる。

　また、上記各実施例においては、接合工程や挟圧工程において、50℃～130℃範囲において接合材料を加熱している（又は加熱していない）が、加熱温度は130℃以上であってもよい。その場合の加熱温度は、接合材料としての樹脂材料のガラス転移点以下の温度とするとよい。例えばガラス転移点が160℃であるシクロオレフィン系樹脂を接合材料に用いる場合は160℃以下にて加熱することが好ましい。

Claims

　２つの接合材料を接合させてなる接合構造体の製造方法であって、
　前記２つの接合材料のうち少なくともいずれか一方の接合面に、水素ガス、水蒸気ガス、アルコールガス、過酸化水素ガス、有機金属化合物、シランカップリング剤からなる群から選択される１種以上からなる接合媒体層を形成する接合媒体層形成工程と、
　前記２つの接合材料および前記接合媒体層に対して、前記２つの接合材料を前記接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱および／または電磁波照射を行う接合工程と、を備える
　ことを特徴とする接合構造体の製造方法。
　前記２つの接合材料は、シクロオレフィン系樹脂およびガラスであり、
　前記接合媒体層は、シランカップリング剤からなるものであり、
　前記接合工程は、加熱を行う工程である
　ことを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
　前記接合媒体層は、シランカップリング剤蒸気を前記接合材料に暴露することによって形成される
　ことを特徴とする請求項２に記載の接合構造体の製造方法。
　前記２つの接合材料は、いずれも有機化合物であり、
　前記接合媒体層は、水蒸気ガスまたは有機金属化合物からなるものであり、
　前記接合工程は、加熱を行う工程である
　ことを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
　前記２つの接合材料は、シクロオレフィン系樹脂，およびポリビニルアルコール系樹脂である
　ことを特徴とする請求項４に記載の接合構造体の製造方法。
　前記２つの接合材料は、シクロオレフィン系樹脂，ポリエチレンテレフタレート，ガラスからなる群から選択される１種または２種であり、
　前記接合媒体層は、水蒸気ガスからなるものであり、
　前記接合工程は、加熱を行う工程である
　ことを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
　前記接合工程における加熱温度は、８０℃～１３０℃である
　ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の接合構造体の製造方法。
　前記２つの接合材料は、何れも有機化合物であり、
　前記接合媒体層は、有機金属化合物からなるものであり、
　前記接合工程は、電磁波照射を行う工程である
　ことを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
　前記２つの接合材料は、有機化合物およびガラスであり、
　前記接合媒体層は、水蒸気ガスまたはアルコールガスからなるものであり、
　前記接合工程は、加熱を行う工程である
　ことを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
　前記２つの接合材料は、有機化合物およびガラスであり、
　前記接合媒体層は、有機金属化合物からなるものであり、
　前記接合工程は、電磁波照射を行う工程である
　ことを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
　前記接合媒体層形成工程に先立って、前記２つの接合材料のうち少なくともいずれか一方の表面のぬれ性を向上する表面処理を行う表面処理工程を備える
　ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の接合構造体の製造方法。
　前記表面処理工程は、コロナ処理，プラズマ処理，オゾン処理，電磁波照射処理，のいずれか１つ以上を行う工程である
　ことを特徴とする請求項１１に記載の接合構造体の製造方法。
　前記表面処理工程は、コロナ処理を行う工程であり、
　前記接合工程は、３５分以上の加熱を行う工程である
　ことを特徴とする請求項１１に記載の接合構造体の製造方法。
　前記接合媒体層形成工程の後に、前記２つの接合材料を、前記接合媒体層を介して重ねた状態で挟圧する挟圧工程を備える
　ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の接合構造体の製造方法。
　前記挟圧工程は、前記２つの接合材料を挟圧しつつ加熱する工程である
　ことを特徴とする請求項１４に記載の接合構造体の製造方法。
　２つの接合材料を接合させてなる接合構造体であって、
　前記２つの接合材料が、表面同士の水素結合または金属分子を介した共有結合にて接合されている
　ことを特徴とする接合構造体。