專利名稱：接合結(jié)構(gòu)體的制造方法和接合結(jié)構(gòu)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過接合兩種接合材料所形成的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法和接合結(jié)構(gòu) 體。背景近年來，從節(jié)能和環(huán)境保護(hù)觀點(diǎn)來看，殷切需要更換平板顯示器的膜基體，其由液 晶和有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器以及太陽(yáng)能電池板所代表，比現(xiàn)有的玻璃或無機(jī)硅材料基 體更薄、更輕和更靈活。除了將液晶封閉在兩塊玻璃基體之間外，通過將大量的功能膜和光源管理操作程 序以多層的方式接合在一起組成液晶顯示板。這樣的功能膜的實(shí)例為偏光膜、位相差膜、減 反膜、光控膜和保護(hù)膜等。在上面描述的液晶顯示板的制造過程中，頻繁地進(jìn)行接合處理來使其中由不同材 料制造的或者具有不同性能的不同類型的膜接合，或者使其中的玻璃和膜接合。然而，通常 有機(jī)材料膜比無機(jī)材料基體具有較低的耐熱性。因此，數(shù)百度的熱處理不適用于上述制造 過程。因此，使用諸如應(yīng)用粘合劑和相對(duì)低溫下的熱壓結(jié)合的方法。作為使用粘合劑將膜接合在一起的常規(guī)技術(shù)，例如公開的技術(shù)，其中通過聚酯多 元醇粘合劑層將接受電暈放電處理的熱塑飽和降冰片烯樹脂與由聚乙烯醇制造的偏光片 接合，由此形成偏光板的保護(hù)膜(參見專利文獻(xiàn)1)。還公開了其它的技術(shù)，其中通過粘合劑層將環(huán)烯烴樹脂膜層積在偏光片(偏光 膜)的一個(gè)面上和通過粘合劑層將醋酸纖維素樹脂膜層積在偏光片的另一個(gè)面上，由此形 成偏光板(參見專利文獻(xiàn)2)。另一方面，還推薦了技術(shù)，其中將在其之間沒有粘合劑的保護(hù)膜和偏光片接合在 一起。例如，公開的技術(shù)，其中將由具有不同軟化點(diǎn)的兩層樹脂模所形成的保護(hù)膜與偏光片 接合，在具有較低軟化點(diǎn)的層的一面上用于熱壓結(jié)合，由此獲得偏光板(參見專利文獻(xiàn)3至 5)。還公開了通過在低于保護(hù)膜的軟化點(diǎn)的溫度下加熱或通過電磁波照射將保護(hù)膜和偏光 片接合在一起的偏光板的制造方法(參見專利文獻(xiàn)6)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 第2000-241627號(hào)未審查日本專利公開專利文獻(xiàn)2 第2006-195320號(hào)未審查日本專利公開專利文獻(xiàn)3 第2002-303725號(hào)未審查日本專利公開專利文獻(xiàn)4 第2002-303726號(hào)未審查日本專利公開專利文獻(xiàn)2 第2002-303727號(hào)未審查日本專利公開專利文獻(xiàn)2 第2008-122502號(hào)未審查日本專利公開發(fā)明概述通過本發(fā)明解決的問題如果使用粘合劑將膜接合在一起，粘合劑可能不利地影響膜性能。例如，如果在制造偏光板中使用粘合劑，粘合劑的光學(xué)性質(zhì)和組分有時(shí)會(huì)影響偏光板的偏光度。而且，在使用粘合劑的情況下干燥過程會(huì)花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間。例如，將近來才被漸漸 采用的具有較小光彈性系數(shù)的環(huán)烯烴樹脂膜與具有水性粘合劑作為保護(hù)膜的偏光片接合， 為了達(dá)到如在上述專利文獻(xiàn)2中描述的充分的粘附力，在接合和干燥之后需要幾天時(shí)間以 在稍高于室溫的溫度下固化所制造的偏光板。這進(jìn)一步延長(zhǎng)了制造時(shí)間。而且，在上述提到的專利文獻(xiàn)3至5中描述的方法中，通過熱壓結(jié)合使保護(hù)膜和偏 光片接合。因此，需要在至少一側(cè)上使用具有較低軟化點(diǎn)的樹脂膜與偏光片接合。此外，加 熱溫度必須等于或高于與偏光片接觸的樹脂膜的軟化點(diǎn)。因此，可能發(fā)生諸如偏光片降解 等的偏光板的性能變化。在專利公開6中，在低于保護(hù)膜的軟化點(diǎn)的溫度下完成接合。然而，沒有獲得充分 的接合強(qiáng)度。如上所述，通過常規(guī)接合方法制造的膜中，由使用粘合劑或者在等于或高于樹脂 膜的軟化點(diǎn)的溫度下加熱會(huì)發(fā)生光學(xué)性質(zhì)的劣化。而且，不能獲得充分的接合強(qiáng)度。鑒于上面描述的問題產(chǎn)生了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供接合結(jié)構(gòu)體的制造方法 和接合結(jié)構(gòu)體，其中獲得充分的接合強(qiáng)度同時(shí)抑制光學(xué)性質(zhì)的劣化。解決問題的方法用來解決上面描述的問題的本發(fā)明的一個(gè)方面為通過接合兩種接合材料形成接 合結(jié)構(gòu)體的制造方法。所述方法包括接合中間層形成步驟和接合步驟。在接合中間層步驟 中，在兩種接合材料的至少一種的接合面上形成接合中間層。接合中間層包含選自氫氣、過 熱蒸汽、酒精氣體、過氧化氫氣體、有機(jī)金屬化合物和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或多種成分。在 接合步驟中，在所述兩種接合材料通過接合中間層使一種在另一種之上排列的狀態(tài)下，將 所述兩種接合材料和所述接合中間層加熱和/或照射電磁波。如上述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，在接合中間層步驟中形成在接合面上的氫 氣、過熱蒸汽、酒精氣體、過氧化氫氣體、有機(jī)金屬化合物和硅烷偶聯(lián)劑與所述兩種接合材 料各自形成新的接合。由此，制造出其牢固地接合兩種接合材料的接合結(jié)構(gòu)體。由上面描述的制造方法制造的接合結(jié)構(gòu)體中，因?yàn)闆]有使用粘合劑，不會(huì)發(fā)生由 于粘合劑的光學(xué)性質(zhì)的劣化。而且，可以在相對(duì)低的溫度下進(jìn)行加熱來使上面描述的接合 中間層的材料接合。因此，能夠抑制由于高溫加熱的接合材料中的光學(xué)性質(zhì)的劣化。而且， 由于在低溫下完成接合，因此接合材料不局限于具有低軟化點(diǎn)的樹脂。如上所述，根據(jù)上面描述的制造方法，在抑制光學(xué)性質(zhì)劣化的同時(shí)能夠制造提供 充分的接合強(qiáng)度的接合結(jié)構(gòu)體。上面指出的過熱蒸汽形成水膜作為在兩種接合材料的接合面上的接合中間層。過 熱蒸汽為通過把水變成氣體、漂浮在空中的微小水滴或其混合物所獲得的蒸汽。為了有利 地形成水膜(以超薄水膜的形式)的接合中間層，優(yōu)選微小水滴具有的直徑不超過ΙΟΟμπι。 為了形成這樣的水滴，可以使用能夠形成微小水滴的汽化器或超聲加濕器，或者可以在恒 濕箱和高濕室中產(chǎn)生包含多數(shù)微小水滴的高濕空氣。通過將Si或Ti鍵合至有機(jī)官能團(tuán)形成上面描述的有機(jī)金屬化合物。為了將有 機(jī)金屬化合物應(yīng)用于基體，能夠使用各種方法，例如汽化之后吸收所述化合物，在諸如水、 酒精和其它的溶劑中稀釋之后浸泡到所述化合物中或噴灑所述化合物，通過旋轉(zhuǎn)涂敷應(yīng)用
5等。在汽化之后吸收所述化合物的方法中，即把通過將Si或Ti鍵合至有機(jī)官能團(tuán)獲得的 蒸發(fā)溶液化合物吸收和應(yīng)用于基體表面上的情況下，約2nm的超薄有機(jī)金屬膜能夠達(dá)到較 高的接合強(qiáng)度。有機(jī)金屬化合物的已知實(shí)例為Si硅烷偶聯(lián)劑、四乙氧基氧硅烷(TEOS)和 其它物質(zhì)。本發(fā)明的第二方面的特征在于，在第一方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，兩種接 合材料為環(huán)烯烴樹脂和玻璃。接合中間層包含硅烷偶聯(lián)劑。接合步驟為加熱步驟。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，化學(xué)鍵合至硅烷偶聯(lián)劑中的無機(jī)材料的官能團(tuán) (例如，甲氧基、乙氧基等)鍵合至玻璃，同時(shí)化學(xué)鍵合至有機(jī)材料的官能團(tuán)(例如，乙烯基、 環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯酸基、巰基等)鍵合至環(huán)烯烴樹脂。結(jié)果是，使玻璃和環(huán)烯烴樹脂接 合來形成接合結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明的第三方面的特征在于，在第二方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，通過將 接合材料暴露于硅烷偶聯(lián)劑的蒸汽中形成接合中間層。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過硅烷偶聯(lián)劑的蒸汽能夠形成超薄接合中間 層。能夠達(dá)到高接合強(qiáng)度。本發(fā)明的第四方面的特征在于，在第一方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，兩種接 合材料的二者均為有機(jī)化合物。接合中間層包含過熱蒸汽或者有機(jī)金屬化合物。接合步驟 為加熱步驟。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過加熱通過接合中間層(過熱蒸汽或有機(jī)金 屬化合物吸收層)使一種在另一種之上排列的兩種接合材料，能夠接合兩種接合材料的接 合面。這是因?yàn)榧訜嵊捎袡C(jī)金屬化合物和過熱蒸汽制造的接合中間層會(huì)導(dǎo)致在有機(jī)化合物 接合材料的接觸面之間形成Si共價(jià)鍵(O-Si-O)和氫鍵(H-C)。本發(fā)明的第五方面的特征在于，在第四方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，兩種接 合材料為環(huán)烯烴樹脂和聚乙烯醇樹脂。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，能夠完成環(huán)烯烴樹脂和聚乙烯醇樹脂之間的接
I=I O本發(fā)明的第六方面的特征在于，在第一方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，兩種接 合材料為選自環(huán)烯烴樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯和玻璃中的一種或兩種成分。接合中間層 包含過熱蒸汽。接合步驟為加熱步驟。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，能夠完成選自環(huán)烯烴樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯和玻璃中的一種或兩種成分的接合。本發(fā)明的第七方面的特征在于，在第一至第六方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法的一 個(gè)中，接合步驟中的加熱溫度為80°C至130°C。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過在溫度為130°C或低于130°C下加熱能夠 制造接合結(jié)構(gòu)體。能夠制造接合結(jié)構(gòu)體且沒有接合材料的性質(zhì)的劣化。本發(fā)明的第八方面的特征在于，在第一方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，接合材 料的二者均為有機(jī)化合物。接合中間層包含有機(jī)金屬化合物。接合步驟為照射電磁波的步
馬聚ο根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，將通過接合中間層使一種在另一種之上排列的 接合材料照射電磁波，能夠使兩種接合材料的接合面接合。這被認(rèn)為是因?yàn)閷⒂捎袡C(jī)金屬化合物制造的接合材料照射電磁波會(huì)導(dǎo)致接合材料的接觸面之間形成共價(jià)鍵。特別地，當(dāng)使由諸如四乙氧基硅烷的包含Si的有機(jī)金屬化合物制造的接合中間 層照射電磁波時(shí)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。結(jié)果是，形成-o-si-0-鍵?；蛘?，當(dāng)使由包含Ti的有機(jī) 金屬化合物制造的接合中間層照射電磁波時(shí)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。結(jié)果是，形成-0-Ti-o-鍵。本發(fā)明的第九方面的特征在于，在第一方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，兩種接 合材料是有機(jī)化合物和玻璃。接合中間層包含過熱蒸汽或酒精氣體。接合步驟為加熱步驟。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過接合中間層加熱玻璃和有機(jī)化合物層，能 夠?qū)煞N接合材料的接合面接合。這被認(rèn)為是因?yàn)榧訜嵊蛇^熱蒸汽制造的接合中間層會(huì)導(dǎo) 致在玻璃和有機(jī)化合物之間形成-C-H-O-鍵。本發(fā)明的第十方面的特征在于，在第一方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，兩種接 合材料是有機(jī)化合物和玻璃。接合中間層包含有機(jī)金屬化合物。接合步驟為照射電磁波的步驟。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，將通過接合中間層使一種在另一種之上排列的 玻璃和有機(jī)化合物照射電磁波能夠?qū)煞N接合材料的接合面接合。這被認(rèn)為是因?yàn)槭褂捎?機(jī)金屬化合物制造的接合中間層照射電磁波會(huì)導(dǎo)致在接合材料的接觸面之間形成共價(jià)鍵。特別地，當(dāng)使由諸如四乙氧基硅烷的包含Si的有機(jī)金屬化合物制造的接合中間 層照射電磁波時(shí)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。結(jié)果是，形成-O-Si-O-鍵?；蛘?，當(dāng)使由包含Ti的有機(jī) 金屬化合物制造的接合中間層照射電磁波時(shí)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。結(jié)果是，形成-O-Ti-O-鍵。本發(fā)明的第十一方面的特征在于，在第一至第八方面的任一方面的接合結(jié)構(gòu)體的 制造方法中，其還包含在接合中間層形成步驟之前的表面處理步驟。在表面處理步驟中，進(jìn) 行表面處理來提高所述兩種接合材料的至少一種的表面潤(rùn)濕性。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，增加了中間形成層和接合面之間的接觸面積。 促進(jìn)了接合步驟中的接合。還能夠增加接合強(qiáng)度。本發(fā)明的第十二方面的特征在于，在第十一方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，表 面處理步驟為進(jìn)行電暈處理、等離子處理、臭氧處理和電磁照射處理中的一種或多種的步驟。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過電暈處理、等離子處理、臭氧處理和/或電 磁照射處理能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行上面描述的表面處理。本發(fā)明的第十三方面的特征在于，在第十一方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，表 面處理步驟為進(jìn)行電暈處理的步驟。接合步驟為35分鐘或者更長(zhǎng)的加熱步驟。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，當(dāng)將加熱應(yīng)用于接合結(jié)構(gòu)體時(shí)，能夠制造能抑 制由于熱應(yīng)力使兩種接合材料分離的接合結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明的第十四方面的特征在于，在第一至第十三方面的任一方面的接合結(jié)構(gòu)體 的制造方法中，其還包含擠壓固定(press-holding)步驟，其為在接合中間層形成步驟之 后，將通過接合中間層使一種在另一種之上排列的所述兩種接合材料擠壓固定的步驟。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過擠壓固定步驟能夠使接合材料的接觸面接 近。因此，能夠促進(jìn)接合步驟中的接觸面之間的接合。具體方式的擠壓固定步驟沒有特別限制。例如，可以通過滾壓機(jī)、壓力機(jī)或者其它 進(jìn)行擠壓固定。擠壓固定中的壓力可以達(dá)到的程度為其中接合材料的性質(zhì)不受損壞。
可以在接合步驟之前實(shí)施擠壓固定步驟或者可以與接合步驟同時(shí)實(shí)施。本發(fā)明的第十五方面的特征在于，在第十四方面的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法中，擠 壓固定步驟為擠壓固定兩種接合材料的同時(shí)將兩種接合材料加熱的步驟。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，通過在擠壓固定步驟中進(jìn)行熱壓結(jié)合能夠促進(jìn) 接合材料的接觸面的接合。本發(fā)明的第十六方面為通過接合兩種材料制造的接合結(jié)構(gòu)體。通過兩種接合材料 表面之間的金屬分子進(jìn)行氫鍵結(jié)合或共價(jià)鍵結(jié)合來接合兩種接合材料。在上述接合結(jié)構(gòu)體中，由于沒有使用粘合劑，因此不會(huì)發(fā)生由于粘合劑的光學(xué)性 質(zhì)的劣化。此外，由于在加熱過程中將相對(duì)低的溫度應(yīng)用于接合過熱蒸汽和有機(jī)金屬化合 物，因此能夠抑制由于高溫加熱的接合材料的光學(xué)性質(zhì)的劣化。而且，由于在低溫下進(jìn)行接 合，因此接合材料不局限于具有低軟化點(diǎn)的樹脂。根據(jù)上述接合結(jié)構(gòu)體，能夠獲得充分的接合強(qiáng)度同時(shí)抑制光學(xué)性質(zhì)的劣化。附圖簡(jiǎn)述

圖1為顯示通過氧等離子處理的^ONOR表面的接觸角的變化的圖；圖2示出了顯示通過氧等離子處理改變的^ONOR表面C的狀態(tài)的X射線光電子 能譜(XPS)分析的結(jié)果；圖3示出了顯示通過氧等離子處理改變的PVA表面C的狀態(tài)的X射線光電子能譜 (XPS)分析的結(jié)果； 圖4為顯示常壓電暈等離子處理的放電能量和Zeornor表面的接觸角之間的關(guān)系 的圖；圖5示出了顯示通過常壓電暈等離子處理改變的^ONOR表面C的狀態(tài)的X射線 光電子能譜(XPS)分析的結(jié)果；以及圖6為顯示常壓電暈等離子處理的放電能量和玻璃表面的水接觸角之間的關(guān)系 的圖。進(jìn)行本發(fā)明的方法下文描述本發(fā)明的實(shí)施方案。<PVA膜和環(huán)烯烴聚合物膜之間的接合>本發(fā)明使用的PVA膜由聚乙烯醇樹脂形成。如何將聚乙烯醇樹脂制造成為膜沒有 特別限制。能夠使用形成膜的任何已知的方法。聚乙烯醇樹脂的制造方法也沒有特別限制。通過皂化聚乙酸乙烯酯樹脂能夠獲得 聚乙烯醇樹脂。聚乙酸乙烯酯樹脂的實(shí)例為乙酸乙烯酯的均聚物、乙酸乙烯酯和能夠與乙 酸乙烯酯共聚合的其它單體的共聚物等的聚乙酸乙烯酯。能夠與乙酸乙烯酯共聚合的其它 單體的實(shí)例為不飽和羧酸、不飽和磺酸、烯烴、乙烯基醚、具有氨基的丙烯酰胺等。通常，聚 乙烯醇樹脂的皂化度為約85摩爾％ -100摩爾％，優(yōu)選為98摩爾％或者更高。能夠?qū)⒕垡?烯醇樹脂進(jìn)一步改性。例如，能夠使用由醛改性的聚乙烯醇縮甲醛和聚乙烯醇縮乙醛。通 常，聚乙烯醇樹脂的聚合度為約1，000-10, 000，優(yōu)選為約1，500-5, 000。PVA膜的膜厚沒有特別限制。如果由PVA膜形成偏光板中的偏光片，約ΙΟμπ!至 150 μ m的膜厚能夠適當(dāng)?shù)貪M足作為偏光片的功能。本發(fā)明中使用的環(huán)烯烴聚合物膜為由環(huán)烯烴樹脂制造的膜。環(huán)烯烴樹脂為具有由單體衍生的單元的熱塑性樹脂，所述單體由諸如降冰片烯和多環(huán)降冰片烯單體的環(huán)狀烯烴 (環(huán)烯烴)制備。環(huán)烯烴樹脂能夠?yàn)樯鲜霏h(huán)烯烴的開環(huán)聚合物和使用兩種或更多類型的環(huán) 烯烴的加氫開環(huán)聚合物。環(huán)烯烴樹脂可以為環(huán)烯烴與具有鏈狀烯烴和乙烯基的芳族化合物 的加成共聚物。還能夠引入極性基團(tuán)。作為市售的熱塑性環(huán)烯烴樹脂，有由日本kon株式會(huì)社制造的“^ONOR”、由德國(guó) 的Ticona銷售的“Topas”、由JSR株式會(huì)社銷售的“ART0N”、由日本kon株式會(huì)社銷售的 “觀0ΝΕΧ”、由三井化學(xué)株式會(huì)社銷售的“APEL”等(全部為產(chǎn)品名稱)。將上述的環(huán)烯烴樹 脂形成膜。任選使用諸如溶劑澆鑄、熔融擠壓和其它的已知方法來形成膜。環(huán)烯烴樹脂膜還 可以商購(gòu)。這樣的膜的實(shí)例為由kkisui Chemical Co.，Ltd銷售的“S-SINA”和“SCA40” 和由Optes Co.，Ltd銷售的“ZE0N0R膜”等(全部為產(chǎn)品名稱)。由于顯著呈現(xiàn)后面描述的表面處理的影響，因此在本發(fā)明中使用由環(huán)烯烴制造的 膜。然而，可以使用其它樹脂。例如，選擇由具有良好透明度的樹脂制造的膜使得其能夠作 為偏光板的保護(hù)膜使用。這樣的膜的具體實(shí)例為諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸 乙二醇酯的聚酯，諸如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烴，諸如二乙?；w維素、三乙酰基纖維素和 纖維素乙酸丙酸酯的纖維素酯樹脂，聚偏二氯乙烯，聚碳酸酯，環(huán)烯烴樹脂，聚甲基戊烯，聚 醚酮，聚醚砜，聚砜樹脂，聚醚酮酰亞胺，聚酰胺，丙烯酸樹脂等。[第一實(shí)施方案]在本實(shí)施方案中，將廣泛用于液晶顯示組件的偏光板作為接合結(jié)構(gòu)體的實(shí)例來制 造。特別地，將選擇作為偏光板的偏光片的聚乙烯醇膜(由Kuraray Co.，Ltd.制造的具有 100 μ m厚度的Poval膜；下文簡(jiǎn)稱為PVA膜)和選擇作為保護(hù)膜的環(huán)烯烴聚合物(COP)膜 的^ONOR (由日本kon株式會(huì)社制造)接合。而且，在不同的接合條件下制造接合結(jié)構(gòu)體的多個(gè)產(chǎn)品樣品。然后，研究接合條件 和接合強(qiáng)度之間的關(guān)系。(1)表面處理步驟這里，通過等離子處理進(jìn)行接合材料的表面處理。等離子處理為照射等離子的過程，例如將在減壓或常壓下產(chǎn)生的惰性氣體和氧氣 照射在樹脂表面上以活化表面。根據(jù)待使用的放電氣體種類和輸入功率，會(huì)很大程度地改 變處理的表面的親水性/疏水性(引入親水基團(tuán)或疏水基團(tuán))、粗糙度(不規(guī)則性)和化學(xué) 活性。因此，在本步驟之前，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以便選擇待使用的放電氣體。選擇氧氣、氮?dú)夂蜌鍤庵械囊环N作為待使用的放電氣體。然后，當(dāng)使用所選擇的氣 體時(shí)，檢查每一氣體種類的親水狀態(tài)。結(jié)果是，盡管通過使用氮?dú)饣蛘邭鍤獾牡入x子處理能 夠達(dá)到親水狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的是使用氧氣的親水處理。因此，在本步驟中，進(jìn)行通過氧等離 子的表面處理。使用由SAMC0，Inc.制造的Model PC-300的等離子干燥清洗機(jī)作為等離子處理設(shè)備。(1. 1) ^ONOR表面的親水處理由環(huán)烯烴聚合物制造的^ONOR基本上為包含C-H鍵的高分子。該C-H基團(tuán)的表 面能為20至40mN/m，和^ONOR的水接觸角為約90度。^ONOR呈現(xiàn)出疏水性。為了使該 ZE0N0R具有親水性，進(jìn)行氧等離子處理來使^ONOR表面弓|入親水基團(tuán)。
圖1示出了通過氧等離子處理的^ONOR表面的接觸角的變化。圖2示出了顯示通 過氧等離子處理改變的ZEONOR表面C的狀態(tài)的X射線光電子能譜(XPS)分析的結(jié)果。在 圖2中，粗線表示處于未處理狀態(tài)的分析結(jié)果。其它線表示使用變化的放電電壓和處理時(shí) 間的表面處理的分析結(jié)果。參考圖1，發(fā)現(xiàn)氧等離子處理減小了 ^ONOR表面的接觸角并提高了親水性。參考 圖2，發(fā)現(xiàn)除了 C-C和C-H鍵的疏水基團(tuán)之外，表面處理新產(chǎn)生了 -OH、= CO、-COOH等的親
水基團(tuán)。(1.2)聚乙烯醇膜的表面處理具有其未處理表面的PVA膜呈現(xiàn)出親水性，因?yàn)橹黧w中原本包含O-H基團(tuán)。因此， 進(jìn)行PVA膜的表面處理的第二個(gè)目的是去除附著在膜表面的顆粒脂肪或者灰塵。圖3示出了顯示通過氧等離子處理改變的PVA膜表面C的狀態(tài)的X射線光電子能 譜(XPS)分析的結(jié)果。與圖2相似，發(fā)現(xiàn)表面處理新產(chǎn)生了 = CO、-COOH等的親水基團(tuán)。(1. 3)氧等離子處理之后的表面粗糙度和定量檢測(cè)檢測(cè)上述提到的^ONOR和PVA膜的表面粗糙度Ra。為了檢測(cè)表面粗糙度Ra，使 用KEYENCE VN-8010原子力顯微鏡(AFM)觀察表面以檢測(cè)不規(guī)則性。然后，計(jì)算平均Ra值。 結(jié)果是，在所有制造的樣品中，ZEONOR的表面粗糙度Ra為約lnm。PVA膜的表面粗糙度Ra 以每個(gè)樣品為5-20nm的范圍變化。在將構(gòu)成接合結(jié)構(gòu)體的觀ONOR和PVA膜對(duì)進(jìn)行表面處理之后，檢測(cè)的每一制造樣 品的總量。(2)接合中間層形成步驟使過熱蒸汽吸收在通過上面描述的表面處理的親水化的^ONOR和PVA膜的表面 上，由此形成接合中間層(過熱蒸汽吸收層；下文簡(jiǎn)稱為水膜的水薄膜)。在接合中間層的形成中，能夠使用霧化噴霧機(jī)或者超聲加濕器。在本實(shí)施方案中， 使用由Toyotomi Co.，Ltd制造的超聲加濕器(TUH-AlO)噴灑過熱蒸汽。將接合表面親水 化使得霧化的過熱蒸汽能夠薄薄地和均勻地吸收在表面上。在本實(shí)施方案中，每一制造樣 品的吸收在表面上的過熱蒸汽量不同地變化。(3)擠壓固定步驟在上面描述的接合中間層形成步驟之后，用水膜均勻覆蓋PVA膜和觀ONOR的每一 表面。因此，當(dāng)PVA膜和^ONOR重疊時(shí)，在水膜中產(chǎn)生表面張力，從而使PVA膜和^ONOR互 相吸引以變得接近。這時(shí)，通過滾壓機(jī)進(jìn)一步擠壓固定PVA膜和^ONOR使得其表面變得更 接近。在本實(shí)施方案中，使用由Aluart-Kakoh Co.，Ltd制造的手動(dòng)滾壓機(jī)在壓強(qiáng)為IOKg/ cm2下擠壓固定PVA膜和^ONOR。檢測(cè)擠壓固定之后的量(ZE0N0R、PVA膜和水膜的量)并且與在上面描述的表面處 理步驟之后檢測(cè)的量比較。根據(jù)增加的量，計(jì)算在PVA膜和^ONOR的接合面之間存在的水 膜的量。接合中間層的厚度與其量成比例。通過檢測(cè)量能夠檢測(cè)厚度。這時(shí)，改變使用上 述提到的手動(dòng)滾壓機(jī)的若干次數(shù)和持續(xù)時(shí)間。將接合面的每單位面積水量S調(diào)整為0. Ig/ cm2、0. 12g/cm2 和 0. 14g/cm2 之一。(4)接合步驟通過低溫?zé)崽幚韺⒔?jīng)過上面描述的擠壓固定步驟的通過極薄水膜接近的PVA膜和觀ONOR接合。這時(shí)，使制造的樣品在其溫度預(yù)先調(diào)整的恒溫浴中放置。在熱處理溫度調(diào) 整為50°C、80°C和100°C之一和熱處理時(shí)間調(diào)整為1分鐘、5分鐘和10分鐘之一的條件下進(jìn) 行接合。[性能評(píng)價(jià)(實(shí)施方案1)]通過剝離試驗(yàn)檢測(cè)所制造的接合結(jié)構(gòu)體的接合強(qiáng)度。在表1中示出了所制造的接 合結(jié)構(gòu)體的接合條件和接合強(qiáng)度評(píng)價(jià)的結(jié)果。根據(jù)位于PVA膜和^ONOR之間的邊界處的 剝離力在4-點(diǎn)標(biāo)尺上評(píng)價(jià)接合強(qiáng)度。還評(píng)價(jià)了關(guān)于沒有表面處理步驟(描述為未處理) 的那些和沒有接合中間層形成步驟(描述為自然吸收)的那些的接合強(qiáng)度。在表中，接合中間層的厚度以接合面的每單位面積的水量[mg/cm2]為基礎(chǔ)。如 果S = 0. lmg/cm2,接著將厚度標(biāo)記為“小”。如果S = 0. 12mg/cm2,接著將厚度標(biāo)記為 “中”。如果S = O. Hmg/cm2，接著將厚度標(biāo)記為“大”。在接合強(qiáng)度的性能評(píng)價(jià)中，使用點(diǎn) “4”( < 0. 001Kg/mm2)、“3”(0· 001 至 0. 01Kg/mm2)、“2” (0. 01 至 0. lKg/mm2)和“1”(0· IKg/ mm2或者更大)。評(píng)價(jià)中的值越小，接合強(qiáng)度越有利。換而言之，如果評(píng)價(jià)為“1”，則接合強(qiáng) 度最高。次于最高的為“2”，接著為“3”，接著為“4”。
權(quán)利要求
1.通過接合兩種接合材料所形成的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，所述方法包括接合中間層形成步驟，其為在所述兩種接合材料的至少一種的接合面上形成接合中間 層的步驟，所述接合中間層包含選自氫氣、過熱蒸汽、酒精氣體、過氧化氫氣體、有機(jī)金屬化 合物和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或多種成分；以及接合步驟，其為在所述兩種接合材料通過接合中間層使一種在另一種之上排列的狀態(tài) 下，將所述兩種接合材料和所述接合中間層加熱和/或照射電磁波的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中 所述兩種接合材料為環(huán)烯烴樹脂和玻璃，所述接合中間層包含硅烷偶聯(lián)劑，以及 所述接合步驟為加熱步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中通過將所述接合材料暴露于硅烷 偶聯(lián)劑的蒸汽中形成所述接合中間層。
4.如權(quán)利要求1所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中 所述兩種接合材料的二者均為有機(jī)化合物，所述接合中間層包含過熱蒸汽或有機(jī)金屬化合物，以及 所述接合步驟為加熱步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中所述兩種接合材料為環(huán)烯烴樹脂 和聚乙烯醇樹脂。
6.如權(quán)利要求1所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中所述兩種接合材料為選自環(huán)烯烴樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯和玻璃中的一種或兩種成分，所述接合中間層包含過熱蒸汽，以及 所述接合步驟為加熱步驟。
7.如權(quán)利要求1至6的任一權(quán)利要求所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中所述接合步 驟中的加熱溫度為80°C至130°C。
8.如權(quán)利要求1所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中 所述接合材料的二者均為有機(jī)化合物，所述接合中間層包含有機(jī)金屬化合物，以及 所述接合步驟為照射電磁波的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中 所述兩種接合材料為有機(jī)化合物和玻璃，所述接合中間層包含過熱蒸汽或酒精氣體，以及 所述接合步驟為加熱步驟。
10.如權(quán)利要求1所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中 所述兩種接合材料為有機(jī)化合物和玻璃，和所述接合中間材料包含有機(jī)金屬化合物，以及 所述接合步驟為照射電磁波的步驟。
11.如權(quán)利要求1至10的任一權(quán)利要求所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其還包括在接 合中間層形成步驟之前的表面處理步驟，所述表面處理步驟為進(jìn)行表面處理來提高所述兩種接合材料的至少一種的表面潤(rùn)濕性的步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中所述表面處理步驟為進(jìn)行電暈 處理、等離子處理、臭氧處理和電磁照射處理中的一種或多種的步驟。
13.如權(quán)利要求11所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中 所述表面處理步驟為進(jìn)行電暈處理的步驟，和所述接合步驟為35分鐘或者更長(zhǎng)的加熱步驟。
14.如權(quán)利要求1至13的任一權(quán)利要求所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其還包括擠壓 固定步驟，所述擠壓固定步驟為在接合中間層形成步驟之后將通過所述接合中間層使一種 在另一種之上排列的所述兩種接合材料擠壓固定的步驟。
15.如權(quán)利要求14所述的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中所述擠壓固定步驟為擠壓固定 所述兩種接合材料的同時(shí)將所述兩種接合材料加熱的步驟。
16.通過接合兩種材料制造的接合結(jié)構(gòu)體，其中通過所述兩種接合材料的表面之間的 金屬分子進(jìn)行氫鍵結(jié)合或共價(jià)鍵結(jié)合來接合所述兩種接合材料。
全文摘要
本發(fā)明為通過接合兩種接合材料所形成的接合結(jié)構(gòu)體的制造方法。所述方法包括接合中間層形成步驟和接合步驟。在接合中間層步驟中，在所述兩種接合材料的至少一種的接合面上形成接合中間層。所述接合中間層包含選自氫氣、過熱蒸汽、酒精氣體、過氧化氫氣體、有機(jī)金屬化合物和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或多種成分。在接合步驟中，將通過接合中間層使一種在另一種之上排列的所述兩種接合材料加熱和/或照射電磁波。
文檔編號(hào)B32B37/00GK102112303SQ201080002238
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者多賀康訓(xùn) 申請(qǐng)人:多賀康訓(xùn)