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專利名稱:接合體及接合方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種借助接合膜接合第1基材和第2基材而成的接合體及 接合方法。
背景技術(shù)
在接合2個部件之間得到接合體時,過去多數(shù)使用的是通過在這些部 件之間介入由環(huán)氧系膠粘劑、聚氨酯系膠粘劑等膠粘劑構(gòu)成的接合層來接 合2個部件之間的方法。
另外,在借助這樣的接合層的部件之間的接合中,存在尺寸精密度低 或者固化需要很長時間等問題點。
另一方面,作為不使用如上所述的膠粘劑而接合2個部件之間從而得 到接合體的方法,已知有直接接合2個部件之間的固體接合法(例如參照 專利文獻1。)。
不過,固體接合法還存在如下問題
-可以接合的部件的材質(zhì)有限
-在接合過程中伴隨高溫下(例如700'C 80(TC左右)的熱處理 -接合過程中的氣氛只限于減壓氣氛 ,不能部分地接合一部分區(qū)域 -需要循環(huán)利用等時不能有效地分割成每個部件。 專利文獻l:日本特開平5 — 82404號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種尺寸精密度出色且在不發(fā)生固體接合法 的那類各種問題的情況下能容易地制造的接合體,進而,還提供用于得到 該接合體的接合方法。利用下述本發(fā)明實現(xiàn)這樣的目的。
本發(fā)明的接合體是具有第1基材、第2基材、接合所述第1基材的接 合面和所述第2基材的接合面的接合膜的接合體,其特征在于, 所述接合膜含有硅酮材料,
所述接合膜利用通過向其至少一部分區(qū)域賦予接合用能量而在所述 接合膜的表面附近的所述區(qū)域顯現(xiàn)的粘接性,接合所述第1部件與所述第
2部件,
在所述接合膜中設(shè)置有具有控制所述第1基材和所述第2基材之間的 距離的功能的間隙材料。
這樣的接合體尺寸精密度出色且可在不發(fā)生固體接合法的那類各種 問題的情況下容易地制造。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述各間隙材料呈粒子狀。
能夠容易地獲得粒徑從小到大的的此類間隙材料。接著,通過適當選 擇間隙材料的粒徑,可以使第1基材與第2基材之間的距離成為預(yù)期的距 離。另外,通過使用小粒徑的間隙材料,可以使接合膜的厚度變薄從而使 接合體的尺寸精密度更出色。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述多個間隙材料含有以玻璃材料為主要 材料而構(gòu)成的多個玻璃微粒。
這樣的間隙材料是比較硬的材料。因而,可以更可靠且準確地控制第 l基材與第2基材之間的距離。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述多個間隙材料含有以陶瓷材料為主要 材料而構(gòu)成的多個陶瓷微粒。
這樣的間隙材料是比較硬的材料。因而,可以更可靠且準確地控制第 l基材與第2基材之間的距離。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述多個間隙材料含有以金屬為主要材料 而構(gòu)成的多個金屬微粒。
這樣的間隙材料是比較硬的材料。因而,可以更可靠且準確地控制第 l基材與第2基材之間的距離。另外,還可以向接合膜賦予導電性,從而 可以將接合膜或接合體用作用于通電的布線。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述多個間隙材料含有以樹脂材料為主要材料而構(gòu)成的多個樹脂微粒。
這樣的間隙材料通常熱膨脹系數(shù)極高。然而接合膜的以硅酮材料為主 要材料而構(gòu)成的部分(硅酮部)的熱膨脹系數(shù)較小。因此,這樣的間隙材 料的熱膨脹系數(shù)與硅酮部的熱膨脹系數(shù)的差變大。因而,使用這樣的間隙 材料的接合膜可以在需要時通過賦予剝離用能量(尤其是熱能)而積極地 發(fā)生開裂,從而可簡單可靠地剝離第1基材與第2基材。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述多個間隙材料除了含有所述多個樹脂 微粒以外,還含有由以玻璃為主要材料而構(gòu)成的多個玻璃微粒、以陶瓷材 料為主要材料而構(gòu)成的多個陶瓷微粒、以金屬為主要材料而構(gòu)成的多個金 屬微粒中的至少一種構(gòu)成的多個微粒,該多個微粒的平均粒徑大于所述多 個樹脂微粒的平均粒徑。
這樣,陶瓷微粒及/或金屬微??梢愿煽壳覝蚀_地控制第1基材與 第2基材之間的距離。另外,在需要時,可以通過賦予剝離用能量(尤其 是熱能),而利用樹脂微粒的熱膨脹系數(shù)與硅酮部的熱膨脹系數(shù)的差積極 地使接合膜內(nèi)發(fā)生開裂。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述多個間隙材料除了含有所述多個樹脂 微粒以外,還含有由以玻璃為主要材料而構(gòu)成的多個玻璃微粒、以陶瓷材 料為主要材料而構(gòu)成的多個陶瓷微粒、以金屬為主要材料而構(gòu)成的多個金 屬微粒中的至少一種構(gòu)成的多個微粒,該多個微粒的平均粒徑小于所述多 個樹脂微粒的平均粒徑,所述各樹脂微粒以向其厚度方向彈性變形了的狀 態(tài)存在于所述接合膜中。
這樣,陶瓷微粒及/或金屬微??梢愿煽壳覝蚀_地控制第1基材與 第2基材之間的距離。另外,在需要時,可以通過賦予剝離用能量(尤其 是熱能),而利用樹脂微粒的熱膨脹系數(shù)與硅酮部的熱膨脹系數(shù)的差積極 地使接合膜內(nèi)發(fā)生開裂。另外,由于在接合膜內(nèi)產(chǎn)生已彈性變形的樹脂微
粒恢復(fù)到原來的狀態(tài)的力,所以從該點出發(fā),在剝離第1基材與第2基材
時,可以使接合膜內(nèi)積極地發(fā)生開裂。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述各接合面呈平坦面。
這樣,可以更有效地發(fā)揮間隙材料控制第1基材與第2基材之間的距 離的功能。在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述接合膜構(gòu)成為向所述接合膜賦予剝 離用能量,切斷構(gòu)成所述硅酮材料的一部分分子鍵,從而使所述接合膜內(nèi) 發(fā)生開裂,由此能夠從所述第1基材剝離所述第2基材。
這樣,在需要循環(huán)利用等時,可以容易且有效地從第l基材剝離第2 基材。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述接合膜構(gòu)成為利用向所述接合膜照 射能量線的方法以及加熱所述接合膜的方法中的至少一種方法,賦予所述 剝離用能量,由此發(fā)生所述開裂。
這樣,可以有效地活化接合膜的表面。另外,由于沒有過于切斷接合 膜中的分子結(jié)構(gòu),所以可以在賦予剝離用能量時,使接合膜內(nèi)可靠地發(fā)生 開裂。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述能量線為紫外線。
這樣,可以防止在第1基材及第2基材中發(fā)生變質(zhì)>劣化并同時可靠 地使接合膜內(nèi)發(fā)生開裂。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述第1基材及所述第2基材中的至少一 種基材對所述紫外線具有透過性。
這樣,可以隔著第1基材及/或第2基材有效地向接合膜照射紫外線。 在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述加熱的溫度為100°C 400°C。 這樣,可以防止在第1基材及第2基材中發(fā)生變質(zhì)'劣化并同時可靠
地使接合膜內(nèi)發(fā)生開裂。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述接合膜構(gòu)成為在大氣中賦予所述剝
離用能量,由此發(fā)生所述開裂。
這樣,由于氣氛中含有足夠量的水分子,所以可以使接合膜內(nèi)可靠地
產(chǎn)生開裂。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述硅酮材料的主骨架由聚二甲基硅氧烷 構(gòu)成。
這種化合物比較容易獲得且價格低,同時可以通過對含有這種化合物 的接合膜賦予能量而容易地切斷構(gòu)成化合物的甲基,結(jié)果,可以可靠地使 接合膜顯現(xiàn)粘接性。所以可以優(yōu)選作為硅酮材料使用。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述硅酮材料具有硅烷醇基。這樣,在使液態(tài)被膜干燥而得到接合膜時,相鄰的硅酮材料具有的羥 基之間鍵合,從而所得到的接合膜的膜強度出色。
在本發(fā)明的接合體中,優(yōu)選所述接合膜的平均厚度為l|im 30(Him。 如果在這樣的范圍內(nèi),則可使接合膜內(nèi)可靠地發(fā)生開裂,從而可以從 第1基材剝離第2基材。
本發(fā)明的接合方法的特征在于, 具有
通過向第1基材及第2基材的至少一個基材的表面,賦予含有硅酮材 料及多個間隙材料的液態(tài)材料,形成按規(guī)定形狀圖案化的液態(tài)被膜的工 序;
在所述各間隙材料控制所述第1基材與所述第2基材之間的距離的狀 態(tài)下,借助所述液態(tài)被膜貼合所述第1基材和所述第2基材的工序;
在維持所述控制的狀態(tài)下干燥所述液態(tài)被膜,得到按規(guī)定形狀圖案化 的接合膜的工序;
向所述接合膜賦予接合用能量,使所述接合膜的表面附近顯現(xiàn)粘接 性,借助該接合膜接合所述第1基材和所述第2基材的工序。
這樣,可以在不發(fā)生固體接合法的那類各問題的情況下容易地制造尺 寸精密度出色的接合體。


圖1是表示本發(fā)明的接合體的實施方式的縱截面圖。 圖2是用于說明本發(fā)明的接合體的制造方法(接合方法)的圖(縱截 面圖)。
圖3是用于說明本發(fā)明的接合體的制造方法(接合方法)的圖(縱截 面圖)。
圖4是用于說明剝離圖l所示的接合體的過程的圖(縱截面圖)。 圖5是表示應(yīng)用本發(fā)明的接合體的噴墨式記錄頭(液滴噴頭)的分解 立體圖。
圖6是表示圖5所示的噴墨式記錄頭的主要部分的構(gòu)成的截面圖。 圖7是表示具備圖5所示的噴墨式記錄頭的噴墨打印機的實施方式的
9概略圖。
圖8是表示應(yīng)用本發(fā)明的接合體的透過型屏幕的優(yōu)選實施方式的模 式縱截面圖。
圖9是模式地表示具備圖8所示的透過型屏幕的背投影機(rear projector)的構(gòu)成圖。
圖中,l一接合體,21—第1基材,22 —第2基材,23、 24 —接合面, 3—接合膜,3A —液態(tài)被膜,31—硅酮部,31A —液體,32 —間隙材料, 33、 34 —表面,35 —液滴,300 —背投影機,310 —投射光學單元,320 — 導光鏡,340 —機箱,10 —噴墨式記錄頭,ll一噴嘴板,100 —透過型屏幕, 101 —微透鏡部,102—菲涅耳透鏡部,103、 104—帶凹部的基板,105 — 微透鏡基板,105a—微透鏡,105b—凸曲面,105c—硅酮部,105d—間隙 材料,106 —菲涅耳透鏡,107 —接合膜,lll一噴嘴孔,114一被膜,12 — 墨液室基板,121 —墨液室,122 —側(cè)壁,123 —貯藏室,124 —供給口, 13 一振動板,131 —連通孔,14一壓電元件,141一上部電極,142 —下部電 極,143 —壓電體層,16—基體,161 —凹部,162—臺階,17—頭主體,9 一噴墨打印機,92 —裝置主體,921—托盤,922—排紙口, 93 —頭單元, 931 —墨盒,932—滑架,94一印刷裝置,941—滑架馬達,942—往復(fù)移動 機構(gòu),943 —滑架導軸,944—同步帶,95 —送紙裝置,951—送紙馬達, 952 —送紙輥,952a—從動輥,952b —驅(qū)動輥,96 —控制部,97—操作面 板,P —記錄用紙。
具體實施例方式
以下基于附圖所示的優(yōu)選實施方式,詳細說明本發(fā)明的接合體及接合 方法。
<接合體>
圖1是表示本發(fā)明的接合體的實施方式的縱截面圖。 圖1所示的接合體1具有第1基材21、第2基材22、和介于基材21、 22之間的接合膜3。
第1基材21及第2基材22借助接合膜3而相互接合。
對這樣的第1基材21及第2基材22的各構(gòu)成材料均沒有特別限定,可以舉出聚乙烯、聚丙烯、乙烯一丙烯共聚物、乙烯一丙烯酸酯共聚物、
乙烯一丙烯酸共聚物、聚丁烯一l、乙烯一醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等
聚烯烴,環(huán)狀聚烯烴,改性聚烯烴,聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯、
聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚碳酸酯、聚一 (4一甲基戊烯一1)、 離聚物、丙烯酸系樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈一丁二烯 一苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、丙烯腈一苯乙烯共聚物(AS樹脂)、丁二 烯一苯乙烯共聚物、聚氧甲烯、聚乙烯醇(PVA)、乙烯一乙烯醇共聚物 (EVOH)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對 苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸環(huán)己酯(PCT)等聚酯,聚醚, 聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亞胺、聚縮醛(POM)、聚苯 醚、改性聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、多芳基化物、芳香族聚酯(液 晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、其他氟系樹脂、苯乙烯系、聚烯 烴系、聚氯乙烯系、聚氮酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、反式聚 異戊二烯系、氟橡膠系、氯化聚乙烯系等各種熱塑性彈性體,環(huán)氧樹脂、 酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、芳香族聚腺胺系樹脂、不飽和聚酯、 硅酮樹脂、聚氨酯等或以它們?yōu)橹鞯墓簿畚铮旌象w,混合聚合物(polymer alloy)等樹脂系材料,F(xiàn)e、 Ni、 Co、 Cr、 Mn、 Zn、 Pt、 Au、 Ag、 Cu、 Pd、 Al、 W、 Ti、 V、 Mo、 Nb、 Zr、 Pr、 Nd、 Sm之類的金屬,或包含這 些金屬的合金,碳鋼、不銹銅、銦錫氧化物(ITO)、砷化鎵之類的金屬系 材料,單晶硅、多晶硅、非晶質(zhì)硅之類的硅系材料,硅酸玻璃(石英玻璃)、 硅酸堿玻璃、鈉鈣玻璃、鉀鈣玻璃、鉛(堿)玻璃、鋇玻璃、硼硅酸玻璃 之類的玻璃系材料,氧化鋁、氧化鋯、MgAl204、鐵素體、氮化硅、氮化 鋁、氮化硼、氮化鈦、碳化硅、碳化硼、碳化鈦、碳化鎢之類的陶瓷系材 料,石墨之類的碳系材料,或這各種材料中的l種或組合2種以上而成的 復(fù)合材料等。
在此,在使用紅外線的照射作為后述的接合用能量或剝離用能量的賦 予方法的情況下,優(yōu)選第1基材21及第2基材22中的至少一種基材對紫 外線具有透過性。這樣,可以有效地隔著第1基材21及/或第2基材22 對接合膜3照射紫外線。
另外,第1基材21及第2基材22的構(gòu)成材料可以相同或也可以不同。其中,在這些基材21、 22彼此不同的情況下,通過使用后述的剝離方法,
可以簡單地將各基材21、 22提供到循環(huán)利用中,所以循環(huán)利用性出色。 接合膜3介入第1基材21和第2基材22之間并使它們相互接合。 該接合膜3具有以硅酮材料為主而構(gòu)成的硅酮部31。另外,在接合
膜3中設(shè)置有具有控制第1基材21和第2基材22之間的距離的功能的多
個間隙材料32。
在本實施方式中,分散設(shè)置多個間隙材料32,同時以填埋間隙材料 32之間的間隙的方式設(shè)置硅酮部31。
這樣的接合膜3利用通過如后所述地向它的至少一部分區(qū)域賦予接 合用能量而在接合膜3的表面附近的所述區(qū)域顯現(xiàn)的粘接性,接合第1基 材21與第2基材22。
尤其如上所述,因為接合膜3設(shè)置多個間隙材料32,所以可以使第l 基材21與第2基材22之間的距離均一化(即,均一化接合膜3的厚度)。 結(jié)果,可以使接合體1的尺寸精密度出色。
如后所詳述,在不會發(fā)生固體接合法的那類各種問題的情況下也可容 易地制造這樣的接合體l。此外,在以下接合體l的制造方法中說明接合 膜3的詳細結(jié)構(gòu)。
<接合體的制造方法>
圖2及圖3分別是用于說明本發(fā)明的接合體的制造方法(接合方法) 的圖(縱截面圖)。其中,在以下說明中,將圖2及圖3中的上側(cè)稱為"上", 將下側(cè)稱為"下"。
所述構(gòu)成的接合體1的制造方法(即接合方法)具有[A]通過向第1 基材21及第2基材22中的至少一方提供含有硅酮材料及多個間隙材料的 液態(tài)材料,形成液態(tài)被膜3A的工序;[B]借助液態(tài)被膜3A貼合第1基材 21和第2基材22的工序;[C]干燥液態(tài)被膜3A,得到接合膜3的工序; [D]通過向接合膜3賦予接合用能量,使接合膜3的表面附近顯現(xiàn)粘接性, 借助該接合膜3接合第1基材21和第2基材22的工序。
以下依次詳細說明接合體1的制造方法的各工序。液態(tài)被膜3A的形成
_A1—首先,準備如上所述的第1基材21和第2基材22。需要說明的是, 在圖2 (a)中,省略了第2基材22。
在此,第1基材21的接合面23及第2基材22的接合面24分別呈平 坦面。這樣,在后述的工序[B]或工序[C]中,間隙材料32可以有效地發(fā) 揮控制第1基材21與第2基材22之間的距離的功能。結(jié)果,可以提高得 到的接合體l的尺寸精密度。
此外,只要第1基材21的接合面23及第2基材22的接合面24在宏 觀上具有平坦面,則也可以像后述的透過型屏幕100的帶凹部的基板103、 104那樣設(shè)置微細的凹部。
這些第1基材21和第2基材22也可以是分別在其表面實施了鍍Ni 之類的電鍍處理、鉻酸鹽光澤處理之類的鈍化處理、或氮化處理等的基材。
另外,第1基材21的構(gòu)成材料與第2基材22的構(gòu)成材料可以相同也 可以不同,但優(yōu)選第1基材21的熱膨脹率與第2基材22的熱膨脹率大致 相等。如果它們的熱膨脹率大致相等,則在接合第1基材21和第2基材 22時,在其接合界面難以發(fā)生伴隨熱膨脹而產(chǎn)生的應(yīng)力。結(jié)果,可以可 靠地防止在最終得到的接合體1中發(fā)生剝離。
此外,如后所詳述,即使在第1基材21的熱膨脹率與第2基材的熱 膨脹率彼此不同的情況下,在后述的工序中,通過最優(yōu)化接合第1基材 21和第2基材22時的條件,也能以高尺寸精密度牢固地接合它們。
另外,2個基材21、 22彼此剛性可以相同也可以不同,但通過使2 個基材21、 22彼此剛性不同,可以提高接合體1整體的剛性并同時可以 提高2個基材21、 22的密合性從而更牢固地接合2個基材21、 22。
另外,在2個基材21、 22中,優(yōu)選至少一個的構(gòu)成材料為樹脂材料。 樹脂材料由于其柔軟性而可以在接合2個基材21、 22時緩和在其接合界 面上發(fā)生的應(yīng)力(例如熱膨脹引起的應(yīng)力等)。因此,難以破壞接合界面, 結(jié)果,可以得到接合強度高的接合體l。
此外,從如上所述的觀點出發(fā),優(yōu)選2個基材21、 22中的至少一方 具有可撓性。這樣,可以進一步提高接合體l的接合強度。進而,在2個 基材21、 22兩者具有可撓性的情況下,可以得到整體具有可撓性、功能 性高的接合體l。另外,各基材21、 22的形狀只要分別為具有支撐接合膜3的面(接 合面)的形狀即可,例如為板狀(層狀)、塊狀(block狀)、棒狀等。
此外,在本實施方式中,如圖2、 3所示,各基材21、 22分別呈板狀。 這樣,各基材21、 22變得容易撓曲,在重疊2個基材21、 22時,能夠沿 著各自的形狀充分地變形。因此,重疊2個基材21、 22時的密合性變高, 最終得到的接合體1中的接合強度變高。
另外,通過使各基材21、 22撓曲,有望實現(xiàn)在某種程度上緩和在接 合界面上產(chǎn)生的應(yīng)力的作用。
這種情況下,對各基材21、 22的平均厚度沒有特別限定,優(yōu)選為 0.01mm 10mm左右,更優(yōu)選為0.1mm 3mm左右。
根據(jù)需要,對準備的第1基材21的接合面23實施提高與形成的接合 膜3的密合性的表面處理。這樣,接合面23被清潔化及活化,接合膜3 變得容易與接合面23發(fā)生化學作用。結(jié)果,在后述的工序中,在接合面 23上形成接合膜3時,可以提高接合面23與接合膜3的接合強度。
作為該表面處理,沒有特別限定,例如可以舉出濺射處理、等離子處 理之類的物理性的表面處理,使用氧等離子、氮等離子等的等離子處理, 電暈放電處理、蝕刻處理、電子射線照射處理、紫外線照射處理、臭氧暴 露處理之類的化學性的表面處理或組合它們的處理等。
此外,在實施表面處理的第1基材21由樹脂材料(高分子材料)構(gòu) 成的情況下,特別適合使用電暈放電處理、氮等離子處理等。
另外,作為表面處理,尤其通過進行等離子處理或紫外線照射處理, 可以進一步清潔化或活化接合面23。結(jié)果,可以特別提高接合面23與接 合膜3的接合強度。
另外,雖然根據(jù)第1基材21的構(gòu)成材料不同而不同,但有時即使不 實施如上所述的表面處理,也可以使其與接合膜3的接合強度變得足夠 高。作為可以得到這樣的效果的第1基材21的構(gòu)成材料,例如可以舉出 以如上所述的各種金屬系材料、各種硅系材料、各種玻璃系材料等為主要 材料的構(gòu)成材料。
由這樣的材料構(gòu)成的第1基材21的表面由氧化膜覆蓋,羥基鍵合于 該氧化膜的表面。因而,通過使用利用這樣的氧化物覆蓋的第l基材21,即使不實施如上所述的表面處理,也可以提高第1基材21的接合面23與 接合膜3的接合強度。
另一方面,與第1基材21相同,也可以在第2基材22的接合面24 (在后述的工序中,與接合膜3密合的面)上,根據(jù)需要,預(yù)先實施提高 與接合膜3的密合性的表面處理。這樣,清潔化及活化接合面24。結(jié)果, 在后述的工序中,在將接合面24和接合膜3密合而使它們接合時,可以 提高接合面24與接合膜3的接合強度。
作為該表面處理,沒有特別限定,可以使用與對所述的第1基材21 的接合面23的表面處理相同的處理。
另夕卜,與第1基材21的情況相同,雖然根據(jù)第2基材22的構(gòu)成材料 不同而不同,但有時即使不實施如上所述的表面處理,也可以使其與接合 膜3的密合性變得足夠高。作為可以得到這樣的效果的第2基材22的構(gòu) 成材料,例如可以舉出以上所述的各種金屬系材料、各種硅系材料、各種 玻璃系材料等為主要材料的構(gòu)成材料。
艮P,由這樣的材料構(gòu)成的第2基材22的表面由氧化膜覆蓋,在該氧
化膜的表面,羥基鍵合(露出)。因而,通過使用利用這樣的氧化物覆蓋 的第2基材22,即使不實施如上所述的表面處理,也可以提高第2基材 22的接合面24與接合膜3的接合強度。
此外,這種情況下,第2基材22也可以不是全部由如上所述的材料 構(gòu)成,只要至少在與接合膜3接合的區(qū)域,接合面24附近由如上所述的 材料構(gòu)成即可。
另外,在第2基材22的接合面24中具有以下基團或物質(zhì)的情況下, 即使不實施如上所述的表面處理,也可以充分地提高第2基材22的接合 面24與接合膜3的接合強度。
作為這樣的基團或物質(zhì),例如可以舉出從羥基、硫醇基、羧基、氨基、 硝基、咪唑基之類的各種官能團;各種自由基;具有開環(huán)分子或雙鍵、三 鍵之類的不飽和鍵的脫離性中間體分子;F、 Cl、 Br、 I之類的鹵素;過氧 化物;構(gòu)成的組中選擇的至少一種基團或物質(zhì),或者這些基團脫離而成的 未被終端化的結(jié)合鍵(未結(jié)合鍵、懸空鍵(dangling bond))。
其中,脫離性中間體分子優(yōu)選為具有開環(huán)分子或不飽和鍵的烴分子。這樣的烴分子基于開環(huán)分子及不飽和鍵的顯著的反應(yīng)性,對接合膜3發(fā)揮
牢固的作用。因而,具有這樣的烴分子的接合面24可以對接合膜3特別
牢固地接合。
另外,接合膜24具有的官能團特別優(yōu)選羥基。這樣,接合面24可以 特別容易且牢固地與接合膜3接合。尤其在接合膜3的表面露出羥基的情 況下,基于羥基之間產(chǎn)生的氫鍵,可以在短時間內(nèi)將接合面24與接合膜 3之間牢固地接合。
另外,為了具有這樣的基團或物質(zhì),可以通過適當?shù)貙雍厦?4選 擇進行如上所述的各種表面處理,獲得可以牢固地與接合膜3接合的第2 基材22。
其中,優(yōu)選在第2基材22的接合面24存在羥基。在這樣的接合面 24,在與露出羥基的接合膜3之間,產(chǎn)生基于氫鍵的較大的引力。這樣, 最終可以特別牢固地接合第1基材21與第2基材22。
另外,也可以代替實施表面處理,在第1基材21的接合面23預(yù)先形 成中間層。
該中間層可以具有任意功能,例如優(yōu)選具有提高與接合膜3的密合性 的功能、緩沖性(緩沖功能)、緩和應(yīng)力集中的功能等。通過在這樣的中 間層上形成接合膜3,可以最終形成可靠性高的接合體l。
作為這種中間層的構(gòu)成材料,例如可以舉出鋁、鈦之類的金屬系材料, 金屬氧化物、硅氧化物之類的氧化物系材料,金屬氮化物、硅氮化物之類 的氮化物系材料,石墨、類金剛石碳(diamond—like carbon)之類的碳系 材料,有機硅垸偶合劑、硫醇系化合物、金屬烷氧化物、金屬一鹵素化合 物之類的自組織化膜材料,樹脂系膠粘劑、樹脂薄膜、樹脂涂敷材料、各 種橡膠材料、各種彈性體之類的樹脂系材料等,可以使用其中的1種或組 合使用2種以上。
另外,即使在由此類各種材料構(gòu)成的中間層中,如果利用由氧化物系 材料構(gòu)成的中間層,也可以特別提高第1基材21與接合膜3之間的接合 強度。
另外,與第1基材21相同,也可以在第2基材22的接合面24預(yù)先 形成中間層來代替表面處理。該中間層可以具有任意功能,例如與所述第1基材21的情況相同, 優(yōu)選具有提高與接合膜3的密合性的功能、緩沖性(緩沖功能)、緩和應(yīng)
力集中的功能等。通過借助這樣的中間層接合第2基材22與接合膜3, 可以最終得到可靠性高的接合體1。
作為這種中間層的構(gòu)成材料,例如可以使用與形成于所述第1基材 21的接合面23的中間層的構(gòu)成材料相同的材料。
此外,只要根據(jù)需要進行如上所述的表面處理及中間層的形成即可, 在不特別需要高接合強度的情況下,可以省略。
一A2 —
接著,使用涂布法,在接合面23上提供含有硅酮材料及多個間隙材 料32的液態(tài)材料(更具體而言,在含有硅酮材料的液體31A中分散多個 間隙材料32而成的分散液)。這樣,在第1基材21的接合面23上形成液 態(tài)被膜3A (參照圖2 (b))。
作為涂布法,沒有特別限定,例如可以舉出旋涂法、澆鑄法、微凹版 印刷涂敷(microgravure coat)法、凹版印刷涂敷法、棒涂法、輥涂法、 拉絲錠涂敷法、浸涂法、噴射涂敷法、網(wǎng)版印刷法、凸版(flexo)印刷法、 平板印刷法、微接觸印刷(microcontactprinting)法及液滴噴出法等,尤 其優(yōu)選液滴噴出法。
在本實施方式中,如圖2 (b)所示,可以使用液滴噴出法將液態(tài)材 料以液滴35的形式提供給接合面23。由此,例如即使在將液態(tài)被膜3A 選擇性地圖案化形成于接合面23的一部分區(qū)域的情況下,也可以對應(yīng)于 該區(qū)域的形狀(選擇性地)提供液態(tài)材料。
作為液滴噴出法,沒有特別限定,可以優(yōu)選使用利用壓電元件的振動 噴出液態(tài)材料的方式(壓電方式)的噴墨法。由于這樣的壓電方式的噴墨 法不對液態(tài)材料加熱,所以具有不會影響材料的組成等的優(yōu)點。因此,防 止液態(tài)材料的變質(zhì)(非本意的性狀的變化),結(jié)果,在后述的工序中接合 膜3能可靠地接合第1基材21和第2基材22。此外,作為液滴噴出法,
除了所述的壓電方式的噴墨法以外,還可以應(yīng)用利用加熱液態(tài)材料而產(chǎn)生 的泡(bubble)噴出液體的方式的噴墨法或利用由靜電驅(qū)動器引起的振動
噴出液態(tài)材料的方式的噴墨法等公知的各種技術(shù)。液態(tài)材料的粘度(25°C)通常優(yōu)選為0.5mPa's 200mPa's左右,更優(yōu) 選為3mPa-s 20mPa-s左右。通過使液態(tài)材料的粘度在該范圍內(nèi),可以更 穩(wěn)定地進行液滴的噴出,同時還可以噴出可以描繪對應(yīng)于形成微細形狀的 膜的區(qū)域的形狀的大小的液滴35。進而,在下一個工序[3A]中干燥由該液 態(tài)材料構(gòu)成的液態(tài)被膜3A時,可以在液態(tài)材料中含有足以形成接合膜3 的量的硅酮材料。
另外,如果使液態(tài)材料的粘度在該范圍內(nèi),則具體而言,可以將液滴 35的量(液態(tài)材料的1滴的量)平均設(shè)定在0.1pL 40pL左右,更實際 的話則為lpL 30pL左右。由此,提供至接合面23時的液滴35的著落 直徑變小,所以能可靠地形成微細形狀的接合膜3。
進而,通過適當?shù)卦O(shè)定提供至接合面23的膜形成區(qū)域的液滴35,可 以比較容易地控制形成的接合膜3的厚度。
另外,如上所述,液態(tài)材料含有硅酮材料及間隙材料32,而在硅酮 材料單獨呈液態(tài)并通過將間隙材料32分散于硅酮材料中來成為目的粘度 范圍的情況下,也可以單獨由硅酮材料構(gòu)成液體31A。這種情況下,可以 只通過在硅酮材料中分散間隙材料32來得到所述的液態(tài)材料。
另外,在硅酮材料單獨呈固體形狀或高粘度的液態(tài)的情況下,可以將 硅酮材料的溶液或分散液作為液體31A,在該液體31A中分散間隙材料, 將所得的產(chǎn)物用作液態(tài)材料。
作為用于溶解或分散硅酮材料的溶媒或分散介質(zhì),例如可以使用氨 水、水、過氧化氫、四氯化碳、碳酸乙烯酯等無機溶媒,或甲乙酮(MEK)、 丙酮等酮系溶媒,甲醇、乙醇、異丁醇等醇系溶媒,二乙醚、二異丙醚等 醚系溶媒,甲基溶纖劑等溶纖劑系溶媒,己垸、庚烷等脂肪族烴系溶媒, 甲苯、二甲苯、苯等芳香族烴系溶媒,吡啶、吡嗪、呋喃等芳香族雜環(huán)化 合物系溶媒,N, N—二甲替甲酰胺(DMF)等酰胺系溶媒,二氯甲烷、 氯仿等卣化合物系溶媒,乙酸乙酯、乙酸甲酯等酯系溶媒,二甲亞砜 (DMSO)、環(huán)丁砜等硫化合物系溶媒,乙腈、丙腈、丙烯腈等腈系溶媒, 甲酸、三氟乙酸等有機酸系溶媒之類的各種有機溶媒,或者,內(nèi)含它們的 混合溶媒等。
硅酮材料被包含在液態(tài)材料中,其作為在后述的工序[C]中通過干燥該液態(tài)材料而形成的接合膜3的硅酮部31的主要材料。
在此,"硅酮材料"是指具有聚有機硅氧烷骨架的化合物,通常是指主
骨架(主鏈)部分主要由重復(fù)的有機硅氧垸單元構(gòu)成的化合物,也可以具
有從主鏈的一部分突出的分枝狀的結(jié)構(gòu),也可以為主鏈呈環(huán)狀的環(huán)狀體,
也可以為主鏈的末端之間不連結(jié)的直鏈狀的結(jié)構(gòu)。
例如,在具有聚有機硅氧烷骨架的化合物中,有機硅氧垸單元在其末
端部具有由下述通式(1)表示的結(jié)構(gòu)單元,在連結(jié)部具有由下述通式(2) 表示的結(jié)構(gòu)單元,另外,在分枝部具有由下述通式(3)表示的結(jié)構(gòu)單元。
<formula>formula see original document page 19</formula>
其中,硅氧烷殘基表示借助氧原子鍵合于鄰接的結(jié)構(gòu)單元所具有的硅 原子,而形成硅氧烷鍵的取代基。具體而言,為一O— (Si)結(jié)構(gòu)(Si為 鄰接的結(jié)構(gòu)單元所具有的硅原子)。
在這樣的硅酮材料中,優(yōu)選聚有機硅氧烷骨架呈直鏈狀,即由所述通 式(1)的結(jié)構(gòu)單元及所述通式(2)的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。這樣,在后述的工 序(C)中,液態(tài)材料中含有的硅酮材料之間絡(luò)合形成接合膜3,所以得 到的接合膜3的膜強度出色。
具體而言,作為具有所述構(gòu)成的聚有機硅氧烷骨架的化合物,例如可 以舉出下述通式(4)表示的化合物。
<formula>formula see original document page 19</formula>[式中,各R相互獨立地表示取代或無取代的烴基,各Z相互獨立地
表示羥基或水解基,a表示0或l 3的整數(shù),m表示O或l以上的整數(shù), n表示O或1以上的整數(shù)。]
在所述通式(1) 所述通式(4)中,作為基團R (取代或無取代的 烴基),例如可以舉出甲基、乙基、丙基等垸基,環(huán)戊基、環(huán)己基等環(huán)烷 基,苯基、甲苯基、聯(lián)苯基等芳基,節(jié)基、苯乙基等芳烷基等。進而,可
以舉出鍵合于這些基團的碳原子的氫原子的一部分或全部被I)氟原子、 氯原子、溴原子之類的鹵素原子,II)環(huán)氧丙氧基之類的環(huán)氧基,III)甲 基丙烯基之類的(甲基)丙烯酰基,IV)用羧基、磺酰基之類的陰離子性 基等取代而成的基團等。
另外,作為水解基,可以舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等烷 氧基,二甲基酮月虧基、甲基乙基甲酮肟基等酮肟基,乙酸基等酰氧基,異 丙烯氧基、異丁烯氧基等鏈烯氧基等。
另外,在所述通式(4)中,m及n表示聚有機硅氧垸的聚合度,m 及n的總和(m+n)優(yōu)選為5 10000左右的整數(shù),更優(yōu)選為50 1000 左右的整數(shù)。通過設(shè)定在此范圍內(nèi),可以比較容易地將液態(tài)材料的粘度設(shè) 定在如上所述的范圍內(nèi)。
在這樣的硅酮材料中,特別優(yōu)選其主骨架由聚二甲基硅氧烷構(gòu)成。即, 在所述通式(4)中,各基團R優(yōu)選為甲基。此化合物比較容易獲得而且 廉價,同時在后述的工序[D]中,通過向接合膜3賦予接合用能量,甲基 容易被切斷,結(jié)果,可以可靠地使接合膜3 (硅酮部31)顯現(xiàn)粘接性,因 此可以很好地用作硅酮材料。
進而,硅酮材料優(yōu)選具有硅垸醇基。S卩,在所述通式(4)中,各基 團Z優(yōu)選為羥基。這樣,在后述的工序[C]中,在使液態(tài)被膜3A干燥而 獲得接合膜3時,鄰接的硅酮材料具有的羥基之間鍵合,所得到的接合膜 3的膜強度出色。進而,在如上所述地使用從其接合面(表面)23露出羥 基的基材作為第1基材21的情況下,由于硅酮材料具有的羥基與第1基 材21具有的羥基鍵合,所以不僅利用物理鍵而且還利用化學鍵使硅酮材 料鍵合于第1基材21。結(jié)果,接合膜3牢固地結(jié)合于第l基材21的接合 面23。于柔軟性的材料。因此,在后述工序[D]中,
在借助接合膜3將第2基材22接合于第1基材21而得到接合體1時,例 如即使在第1基材21與第2基材22的各構(gòu)成材料使用彼此不同的材料的 情況下,也可以可靠地緩和在各基材21、 22間產(chǎn)生的熱膨脹引起的應(yīng)力。 這樣,可以可靠地防止在最終得到的接合體l中發(fā)生剝離。
進而,硅酮材料的耐藥品性出色,所以在長期暴露于藥品類等的部件 的接合時,可以有效地使用。具體而言,例如在制造使用容易腐蝕樹脂材 料的有機系墨液的工業(yè)用噴墨打印機的液滴噴頭時,如果應(yīng)用如上所述的 接合膜3,則可以可靠地提高其耐久性。另外,硅酮材料的耐熱性也出色, 所以即使在暴露于高溫下的部件的接合時,也可以有效地使用。
各間隙材料32設(shè)置成與第1基材21的接合面23和第2基材22的接 合面24分別接觸。這樣,可以將第1基材21與第2基材22之間的平均 距離控制成與多個間隙材料32的平均粒徑大致相等。
在本實施方式中,各間隙材料32呈粒子狀??梢匀菀椎孬@得從小到 大粒徑的此類間隙材料32。接著,可以通過適當?shù)剡x擇間隙材料32的粒 徑,使第1基材21與第2基材22之間的距離成為預(yù)期的距離。另夕卜,通 過使用小粒徑的間隙材料32,可以使接合膜3的厚度變薄從而使接合體1 的尺寸精密度更出色。
另外,間隙材料32呈球形。此外,間隙材料32的形狀不限于上述的 形狀,例如也可以為橢圓球狀、扁平形狀、異形狀、塊(block)狀等。
在此,對多個間隙材料32的平均粒徑?jīng)]有特別限定,優(yōu)選為lym 300pm左右,更優(yōu)選為3 u m 200|xm左右。
另外,多個間隙材料32的粒徑的標準差(粒徑的偏移度)盡可能地 越小越好,具體而言,優(yōu)選為1.0pm以下,更優(yōu)選為0.8pm以下,進而優(yōu) 選為0.6jxm。
另外,作為間隙材料32的構(gòu)成材料,沒有特別限定,例如可以舉出 單晶硅、多晶硅、無定形硅之類的硅材料,不銹鋼、鈦、鋁之類的金屬材 料,石英玻璃、硅酸玻璃(硅玻璃)、硅酸堿玻璃、鈉鈣玻璃、鉀鈣玻璃、 鉛(堿)玻璃、鋇玻璃、硼硅酸玻璃之類的玻璃材料,氧化鋁、氧化鋯、 鐵素體、氮化硅、氮化鋁、氮化硼、氮化鈦、碳化硅、碳化硼、碳化鈦、碳化鎢之類的陶瓷材料,石墨之類的碳材料,聚乙烯、聚丙烯、乙烯一丙 烯共聚物、乙烯一醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等聚烯烴,環(huán)狀聚烯烴,改 性聚烯烴,聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰 胺酰亞胺、聚碳酸酯、聚一 (4一甲基戊烯一1)、離聚物、丙烯酸系樹脂、
聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、丙烯 腈一苯乙烯共聚物(AS樹脂)、丁二烯一苯乙烯共聚物、聚氧甲烯、聚乙 烯醇(PVA)、乙烯—乙烯醇共聚物(EVOH)、聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯 二甲酸環(huán)己烷酯(PCT)等聚酯,聚醚,聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、 聚醚酰亞胺、聚縮醛(POM)、聚苯醚、改性聚苯醚、改性聚苯醚樹脂(PBO)、 聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚(PPS)、多芳基化物、芳香族聚酯(液晶聚合 物)、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、其他氟系樹脂、苯乙烯系、聚烯烴系、 聚氯乙烯系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、反式聚異戊二 烯系、氟橡膠系、氯化聚乙烯系等各種熱塑性彈性體,環(huán)氧樹脂、酚醛樹 脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、芳胺系樹脂、不飽和聚酯、硅酮樹脂、聚 氨酯等或以它們?yōu)橹鞯墓簿畚?,混合體,混合聚合物等樹脂材料,或這些 各材料的1種或組合2種以上的復(fù)合材料等。
另外,間隙材料32的構(gòu)成材料可以與上述的第1基材21或第2基材 22的構(gòu)成材料相同,也可以不同。
另外,為了有效地發(fā)揮控制第1基材21與第2基材22之間的距離的 功能,間隙材料32盡可能為硬質(zhì)。
從這樣的觀點出發(fā),多個間隙材料32優(yōu)選含有以玻璃材料為主要材 料而構(gòu)成的多個玻璃微粒。由于玻璃微粒較硬,所以可以更可靠且準確地 控制第1基材21與第2基材22之間的距離。
另外,多個間隙材料32優(yōu)選含有以陶瓷材料為主要材料而構(gòu)成的多 個陶瓷微粒。由于陶瓷微粒較硬,所以如果由陶瓷微粒構(gòu)成間隙材料32, 則可以更可靠且準確地控制第1基材21與第2基材22之間的距離。
進而,多個間隙材料32優(yōu)選含有以金屬為主要材料而構(gòu)成的多個金 屬微粒。由于金屬微粒較硬,所以如果由金屬微粒構(gòu)成間隙材料32,則 可以更可靠且準確地控制第1基材21與第2基材22之間的距離。另外,可以通過由金屬微粒構(gòu)成間隙材料32而向接合膜3賦予導電性,可以用
為將接合膜3或接合體1通電的布線。
另一方面,如后所述,在通過賦予剝離用能量來剝離第1基材21與 第2基材22時,為了使該剝離容易,優(yōu)選間隙材料32的熱膨脹系數(shù)與硅 酮部31的熱膨脹系數(shù)的差較大。
從這樣的觀點出發(fā),多個間隙材料32優(yōu)選含有以樹脂材料為主要材 料而構(gòu)成的多個樹脂微粒。樹脂微粒通常熱膨脹系數(shù)極高。相反,硅酮部 31的熱膨脹系數(shù)較小。因此,如果用樹脂微粒構(gòu)成間隙材料32,則會增 大間隙材料32的熱膨脹系數(shù)與硅酮部31的熱膨脹系數(shù)的差。因而,可以 在需要時通過向接合膜3賦予剝離用能量(尤其是熱能)而積極地發(fā)生開 裂,可簡單且可靠地剝離第1基材21與第2基材22。
另外,多個間隙材料32可以組合使用選自上述的多個樹脂微粒、多 個玻璃微粒、多個陶瓷微粒、多個金屬微粒中的2種以上。
在按照上述方式組合多種微粒的情況下,多個間隙材料32優(yōu)選除了 含有多個樹脂微粒以外,還含有由多個玻璃微粒、多個陶瓷微粒、多個金 屬微粒中的至少一種構(gòu)成的多個微粒,該多個微粒的平均粒徑大于上述樹 脂微粒的平均粒徑。這樣,陶瓷微粒及/或^屬微??梢愿煽壳覝蚀_地 控制第1基材21與第2基材22之間的距離。另外,在需要時,可以通過 賦予剝離用能量(尤其是熱能),而利用間隙材料32 (樹脂微粒)的熱膨 脹系數(shù)與硅酮部31的熱膨脹系數(shù)的差積極地使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂。
另外,在組合多種微粒的情況下,多個間隙材料32優(yōu)選除了含有多 個樹脂微粒以外,還含有由多個玻璃微粒、多個陶瓷微粒、多個金屬微粒 中的至少一種構(gòu)成的多個微粒,該多個微粒的平均粒徑小于多個樹脂微粒 的平均粒徑,各樹脂微粒以向其厚度方向彈性變形了的狀態(tài)(已被壓縮的 狀態(tài))存在于接合膜3中。這樣,陶瓷微粒及/或金屬微??梢愿煽壳?準確地控制第1基材21與第2基材22之間的距離。另外,在需要時,可 以通過賦予剝離用能量(尤其是熱能),而利用間隙材料32 (樹脂微粒) 的熱膨脹系數(shù)與硅酮部31的熱膨脹系數(shù)的差積極地使接合膜3內(nèi)發(fā)生開 裂。另外,由于在接合膜3內(nèi)會產(chǎn)生已彈性變形了的樹脂微粒恢復(fù)到原來 的狀態(tài)的力,所以從該點出發(fā),在剝離第1基材21與第2基材22時,可以使接合膜3內(nèi)積極地發(fā)生開裂。 第1基材21與第2基材22的貼合
接著,如圖2 (c)及圖3 (a)所示,借助液態(tài)被膜3A貼合第1基材 21和第2基材22。
此時,使第1基材21及第2基材22向彼此靠近的方向趨近。接著, 間隙材料32成為控制第1基材21與第2基材22之間的距離的狀態(tài)(參 照圖3 (a))。
這樣,在多個間隙材料32控制第1基材21與第2基材22之間的距 離的狀態(tài)下,借助液態(tài)被膜3A貼合第1基材21與第2基材22。
優(yōu)選在本工序[B]之前,在所述工序[A]之后,在比后述的工序[C]中的 液態(tài)被膜3A的干燥條件緩和的條件下,進行將液態(tài)被膜3A干燥從而使 其成為半固化狀態(tài)或半硬化狀態(tài)的工序。這樣,在后述的工序[C]中,可 以容易地進行液態(tài)被膜3A的干燥。另外,在本工序[B]中,可以有效地發(fā) 揮如上所述的間隙材料32的功能并同時提高接合膜3與第1基材21及第 2基材22的密合性。
在本工序中,相互擠壓第l基材21與第2基材22,該擠壓力雖然根 據(jù)間隙材料32、第1基材21或第2基材22的構(gòu)成材料或硬度等不同而 不同,但根據(jù)間隙材料32的不同,至少為第1基材21或第2基材22不 發(fā)生變形(埋入)的程度的壓力。 液態(tài)被膜3A的干燥
接著,如圖3 (b)所示,通過干燥液態(tài)被膜3A,形成接合膜3。這 樣,可以借助接合膜3臨時接合第1基材21和第2基材22。
干燥液態(tài)被膜3A時的溫度優(yōu)選為25°C以上,更優(yōu)選為25°C 100°C 左右。
另外,使其干燥的時間優(yōu)選為0.5 48小時左右,更優(yōu)選為15 30 小時左右。
通過在此條件下干燥液態(tài)材料,在下一個工序[D]中,通過賦予接合 用能量,可以可靠地形成很好地顯現(xiàn)粘接性的接合膜3。另外,作為硅酮 材料,使用如上所述的工序[A]中說明的具有硅垸醇基的硅酮材料的情況 下,可以使硅酮材料具有的硅烷醇基之間、進而硅酮材料具有的硅烷醇基與第1基材21及第2基材22具有的羥基可靠地鍵合,所以形成的接合膜 3的膜強度出色,而且可以使其牢固地結(jié)合于第1基材21及第2基材22。
進而,使其干燥時的氣氛的壓力也可以為大氣壓下,但優(yōu)選為減壓下。 具體而言,減壓的程度優(yōu)選為133.3xl0_5 1333Pa (1x10—5 10Torr)左 右,更優(yōu)選為133.3xl0_4 133.3Pa (1x10—4 lTorr)左右。這樣,接合 膜3的膜密度致密化,可以使接合膜3具有更出色的膜強度。
如上所述,通過適當?shù)卦O(shè)定形成接合膜3時的條件,可以使形成的接 合膜3的膜強度等成為理想的值。
在本實施方式中,接合膜3的平均厚度與間隙材料32的平均粒徑大 致相等,沒有特別限定,與所述的間隙材料32的平均粒徑相同,優(yōu)選為 1 300(im左右,更優(yōu)選為3 200pm左右。
如果接合膜3的平均厚度在上述范圍內(nèi),則在后述的接合體的剝離方 法中,可以可靠地使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂,進而從第1基材剝離第2基材。
進而,通過使接合膜3的平均厚度在該范圍內(nèi),接合膜3在某種程度 上富于彈性,所以在后述的工序[D]中,在接合第1基材21和第2基材22 時,可以使接合膜3與第1基材21的接合面23及第2基材22的接合面 24之間的密合性出色,結(jié)果,可以提高利用接合膜3接合第1基材21和 第2基材22的強度。向接合膜3賦予接合用能量
接著,如圖3 (c)所示,對接合膜3賦予接合用能量。 如果向接合膜3賦予接合用能量,則在該接合膜3上,由于其表面 33、 34 (與第1基材21及第2基材22之間的邊界面)附近的分子鍵(例 如硅酮材料的主骨架由聚二甲基硅氧垸構(gòu)成的情況下,為Si — CH3鍵)的 一部分切斷,該表面33、 34被活化。因此,在表面33附近顯現(xiàn)對第1基 材21的粘接性、在表面34附近顯現(xiàn)對第2基材22的粘接性。
接著,由于該粘接性,第1基材21與第2基材22基于化學鍵牢固地 接合。
在此,在本說明書中,表面33、 34為"被活化,,的狀態(tài)是指如上所 述,接合膜3的表面33、 34的分子鍵的一部分、具體而言例如聚二甲基 硅氧烷骨架具備的甲基被切斷,除了在接合膜3中產(chǎn)生沒有被終端化的結(jié)合鍵(以下也稱為"未結(jié)合鍵"或"懸空鍵"。)的狀態(tài)以外,還包括該未結(jié) 合鍵被羥基(OH基)終端化的狀態(tài),進而還包括這些狀態(tài)混在的狀態(tài), 可稱為接合膜3為"被活化"的狀態(tài)。
向接合膜3賦予的接合用能量可以使用任意方法賦予,例如可以舉出 向接合膜3照射能量線的方法、加熱接合膜3的方法、向接合膜3賦予壓 縮力(物理能量)的方法、將接合膜3暴露于等離子中(賦予等離子能量) 的方法、將接合膜3暴露于臭氧氣體中(賦予化學能量)的方法等,可以 使用其中的l種或組合使用2種以上。
其中,在本實施方式中,作為向接合膜3賦予接合用能量的方法,特 別優(yōu)選使用向接合膜3照射能量線的方法。該方法可以比較簡單而有效地 對接合膜3賦予接合用能量,所以可以很好地用作賦予接合用能量的方 法,可以有效地活化接合膜的表面。另外,由于接合膜3中的分子結(jié)構(gòu)沒 有過度地切斷,所以在后述的接合體的剝離方法中賦予剝離用能量時,可 以可靠地使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂。
其中,作為能量線,例如可以舉出紫外線、激光之類的光,X射線、 Y射線之類的電磁波,電子射線、離子束之類的粒子線等,或組合2種以 上這些能量線。
在這些能量線中,尤其優(yōu)選使用波長為126nm 300nm左右的紫外線 (參照圖3 (c))。如果利用該范圍內(nèi)的紫外線,則可以最優(yōu)化賦予的能 量,所以可以防止接合膜3中的構(gòu)成骨架的分子鍵被過度地破壞,并同時 可以選擇性地從接合膜3切斷表面33、 34附近的分子鍵。這樣,可以防 止接合膜3的特性(機械特性、化學特性等)低下并能夠可靠地使接合膜 3顯現(xiàn)粘接性。這種情況下,在第1基材21及第2基材22中,必需任意 一方具有透過性(紫外線透過性)。那么,可以通過從具有透過性的基材 側(cè)(一方或雙方)照射紫外線,而對接合膜3可靠地照射紫外線。
另外,如果利用紫外線,則可以沒有不均地在短時間內(nèi)處理較寬范圍, 所以可以有效地進行分子鍵的切斷。進而,紫外線還具有可以利用例如
uv燈等簡單的設(shè)備來產(chǎn)生的優(yōu)點。
此外,紫外線的波長更優(yōu)選為126nm 200nm左右。
另外,在使用UV燈的情況下,其輸出功率根據(jù)接合膜3的面積不同
26而不同,但優(yōu)選為lmW/cm2 1 W/cm2左右,更優(yōu)選為5mW/cm2 50mW/cr^左右。此外,這種情況下,UV燈與接合膜3的間隔距離優(yōu)選 為3mm 3000mm左右,更優(yōu)選為10mm 1000mm左右。
另外,照射紫外線的時間優(yōu)選為能夠切斷接合膜3的表面附近的分子 鍵的程度的時間,即,能夠選擇性地切斷存在于接合膜3的表面附近的分 子鍵的程度的時間。具體而言,盡管對應(yīng)紫外線的光量、接合膜3的構(gòu)成 材料等有若干不同,但優(yōu)選為1秒 30分鐘左右,更優(yōu)選為1秒 10分 鐘左右。
另外,紫外線可以時間上持續(xù)地照射,但也可以間歇地(pulse狀) 地照射。
另外,對接合膜3的能量線的照射也可以在任意氣氛中進行,具體而 言,可以舉出大氣、氧之類的氧化性氣體氣氛,氫之類的還原性氣體氣氛, 氮、氬之類的惰性氣體氣氛,或?qū)@些氣氛進行減壓而成的減壓(真空) 氣氛等,其中,優(yōu)選在惰性氣體氣氛中或減壓氣氛中進行。這樣,如圖3 (c)所示,在隔著第1基材21或第2基材22照射能量線時,可以防止 第1基材21或第2基材22的變質(zhì)'劣化等。
這樣,按照照射能量線的方法,可以容易地對接合膜3選擇性地賦予 能量,從該點出發(fā),可以防止接合用能量的賦予引起的第1基材21或第 2基材22的變質(zhì),劣化等。
另外,按照照射能量線的方法,可以精密度良好且簡單地調(diào)整賦予的 接合用能量的大小。因此,可以調(diào)整在接合膜3中被切斷的分子鍵的量。 通過調(diào)整這樣被切斷的分子鍵的量,可以容易地控制第1基材21與第2 基材22之間的接合強度。
艮P,通過增加在表面附近被切斷的分子鍵的量,在接合膜3的表面附 近產(chǎn)生更多的活性臂,所以可以進一步提高在接合膜3中顯現(xiàn)的粘接性。 相反,通過減少在表面附近被切斷的分子鍵的量,可以減少在接合膜3的 表面附近產(chǎn)生的活性臂,從而抑制在接合膜3中顯現(xiàn)的粘接性。
此外,為了調(diào)整賦予的接合用能量的大小,例如調(diào)整能量線的種類、 能量線的輸出功率、能量線的照射時間等條件即可。
進而,根據(jù)照射能量線的方法,可以在短時間內(nèi)賦予較大的接合用能量,可以有效地進行接合用能量的賦予。
利用這樣的本工序[D],由于在接合膜3的表面33顯現(xiàn)相對第1基材 21的粘接性,所以接合膜3與第1基材21的接合面23在化學上鍵合。 另外,由于在接合膜3的表面34顯現(xiàn)相對第2基材22的粘接性,所以接 合膜3與第2基材22的接合面24在化學上鍵合。
結(jié)果,第1基材21與第2基材22被接合膜3接合,得到如圖3 (c) 所示的接合體l。
在這樣地進行得到的接合體1中,與在過去的接合方法中使用的膠粘 劑不同,主要不是基于錨定效果之類的物理鍵粘接,而是基于共價鍵之類 的在短時間內(nèi)產(chǎn)生的牢固的化學鍵,接合2個基材21、 22。因此,可以 在短時間內(nèi)形成接合體l,而且極難剝離,也難以產(chǎn)生接合不均等。
另外,如果利用這樣的接合方法,由于與過去的固體接合法不同,不 必需高溫(例如70(TC以上)的熱處理,所以也可以應(yīng)用于將由耐熱性低 的材料構(gòu)成的第1基材21及第2基材22接合。
另外,由于借助接合膜3接合第1基材21和第2基材22,所以還具 有不受各基材21、 22的構(gòu)成材料限制的優(yōu)點。
從以上可知,可以分別拓寬第1基材21及第2基材22的各構(gòu)成材料 的選擇范圍。此外,在該接合方法中,如上所述,接合過程中的氣氛不收 減壓氣氛的限制,另外,可以部分地接合一部分區(qū)域。進而,如后所詳述, 可以在需要循環(huán)利用等時有效地分割成每個部件。這樣,如果利用該接合 方法,則在不會發(fā)生固體接合法的那類各種問題的情況下容易地制造接合 體l。
另外,在第1基材21的熱膨脹率與第2基材的熱膨脹率彼此不同的 情況下,優(yōu)選盡可能地在低溫下迸行接合。通過在低溫下進行接合,可以 進一步減低在接合界面發(fā)生的熱應(yīng)力。
具體而言,雖然根據(jù)第1基材21和第2基材22的熱膨脹率的差不同 而不同,但優(yōu)選在第1基材21及第2基材22的溫度為25 5(TC左右的 狀態(tài)下貼合第1基材21和第2基材22,更優(yōu)選在25 40"C左右的狀態(tài)下 使其貼合。如果為這樣的溫度范圍,則即使第1基材21與第2基材22的 熱膨脹率的差在某種程度上較大,也可以充分地減低在接合界面發(fā)生的熱應(yīng)力。結(jié)果,可以可靠地抑制或防止接合體l中的翹曲或剝離等的發(fā)生。
另外,在這種情況下,在第1基材21和第2基材22之間的熱膨脹系 數(shù)的差具體為5x10—VK以上的情況下,特別推薦如上所述,盡可能地在 低溫下進行接合。
另外,通過適當?shù)卦O(shè)定第1基材21與第2基材22接合的接合膜3 的面積或形狀,可以緩和在接合膜3中產(chǎn)生的應(yīng)力的局部集中。這樣,即 使例如在第1基材21與第2基材22之間的熱膨脹差較大的情況下,也可 以可靠地接合各基材21、 22。
在此,在本工序中,對接合第1基材21和第2基材22的機制進行說明。
例如,以在第2基材22的接合面24露出羥基的情況為例進行說明, 在本工序中,在使接合膜3的表面34與第2基材22的接合面24接觸的 狀態(tài)下,存在于接合膜3的表面34的羥基與存在于第2基材22的接合面 24的羥基利用氫鍵彼此吸引,在羥基之間產(chǎn)生引力。推測為在該引力的 作用下,接合接合膜3的表面34與第2基材22的接合面24。同樣,接 合膜3的表面33與第1基材21的接合面23接合,結(jié)果,第1基材21與 第2基材22借助接合膜3牢固地接合。
另外,利用該氫鍵相互牽引的羥基之間利用溫度條件等,隨著脫水縮 合而被從表面切斷。結(jié)果,在接合膜3與第1基材21及第2基材22的各 接觸界面上,鍵合了羥基的結(jié)合鍵之間鍵合。推測這樣可以更牢固地接合 接合膜3的表面34與第2基材22的接合面24。同樣,推測可以更牢固 地接合接合面3的表面33與第1基材21的接合面23。
另外,在接合膜3的表面或內(nèi)部、第1基材21的接合面23或內(nèi)部以 及第2基材22的接合面24或內(nèi)部分別存在沒有終端化的結(jié)合鍵即未結(jié)合 鍵(懸空鍵)的情況下,在貼合第1基材21與第2基材22時,這些未結(jié) 合鍵之間再鍵合。該再鍵合彼此重合(絡(luò)合)地復(fù)雜地產(chǎn)生,所以在接合 界面上形成網(wǎng)絡(luò)狀的鍵合。推測這樣可使接合膜3的表面34與第2基材 22的接合面24更牢固地接合。同樣推測接合膜3的表面33與第1基材 21的接合面23更牢固地接合。
此外,在本工序[D]中活化的接合膜3的表面,其活性狀態(tài)經(jīng)時地緩和。但是,在本實施方式中,如上所述,在借助接合膜3臨時接合第1基
材21與第2基材22的狀態(tài)下,由于賦予接合能量,從接合膜3的活化到 接合所用的時間實質(zhì)上為0。因此,可以使利用接合膜3接合第1基材21 和第2基材22的強度成為最大限度。
按照上述方式,可得到圖3 (c)所示的接合體(本發(fā)明的接合體)1。 如上所述進行得到的接合體1優(yōu)選第1基材21與第2基材22之間的 接合強度為5MPa (50kgf/cm2)以上,更優(yōu)選為10MPa (100kgf/cm2)以 上。具有這樣的接合強度的接合體l可以充分地防止其剝離。另外,根據(jù) 利用該構(gòu)成的接合方法,則可以有效地制作以如上所述的較大的接合強度 接合第1基材21和第2基材22而成的接合體1 。 P]接合強度的提高
在所述的工序[D]之后,根據(jù)需要,對接合體1也可以進行以下3個 工序(一E1—、 一E2—及一E3—)中的至少一個工序(提高接合體1的 接合強度的工序)。這樣,可以容易地進一步提高接合體l的接合強度。
一E1 —
如圖3 (d)所示,向第1基材21與第2基材22彼此接近的方向?qū)?得到的接合體1加壓。
這樣,接合膜3的表面進一步靠近第1基材21的表面及第2基材22 的各表面,可以進一步提高接合體l中的接合強度。
另外,通過加壓接合體l,可以擠掉殘存于接合體l中的接合界面的 縫隙,進一步拓展接合面積。這樣,可以進一步提高接合體l中的接合強 度。
此外,該壓力只要對應(yīng)第1基材21及第2基材22的各構(gòu)成材料或各 厚度、接合裝置等條件適當?shù)卣{(diào)整即可。具體而言,盡管根據(jù)第1基材 21及第2基材22的各構(gòu)成材料或各厚度等而若干不同,但優(yōu)選為0.2 10MPa左右,更優(yōu)選為1 5MPa左右。這樣,可以可靠地提高接合體1 的接合強度。此外,該壓力也可以高于所述上限值,雖然根據(jù)第1基材 21及第2基材22的各構(gòu)成材料不同而不同,但有時可能會在各基材21、 22中產(chǎn)生損傷等。
另外,對加壓的時間沒有特別限定,優(yōu)選為10秒 30分鐘左右。此外,加壓的時間根據(jù)加壓時的壓力適當?shù)刈兏纯伞>唧w而言,加壓接合 體l時的壓力越高,則即使縮短加壓的時間,也可以提高接合強度。
一E2—
如圖3 (d)所示,加熱得到的接合體l。
這樣,可以進一步提高接合體l中的接合強度。
此時,加熱接合體1時的溫度只要高于室溫且不到接合體1的耐熱溫 度,則沒有特別限定,優(yōu)選為25 10(TC左右,更優(yōu)選為50 10(TC左右。 如果在該范圍的溫度加熱,則可以可靠地防止接合體1因熱發(fā)生變質(zhì)-劣 化并同時可靠地提高接合強度。
另外,對加熱時間沒有特別限定,優(yōu)選為1 30分鐘左右。
另外,在進行所述工序一E1 — 、 一E2—這兩工序的情況下,優(yōu)選它 們同時進行。即,如圖3 (d)所示,優(yōu)選對接合體1加壓并同時加熱。 這樣,可以協(xié)同地發(fā)揮加壓的效果和加熱的效果,可以特別提高接合體l 的接合強度。
一E3—
向得到的接合體1照射紫外線。
這樣,可以增加在接合膜3與第2基材22之間形成的化學鍵,特別
提高接合體1的接合強度。
此時照射的紫外線的條件只要與所述工序[D]中所示的紫外線的條件
同等即可。
另外,在進行本工序一E3—的情況下,第1基材21及第2基材22 中的任意一個需要具有透光性。那么。從具有透光性的基材側(cè)照射紫外線, 由此可以對接合膜3可靠地照射紫外線。
通過進行如上所述的工序,可以容易地進一步提高接合體1中的接合 強度。
此外,在上述的實施方式中,在工序[A]中,在第1基材21的接合面 23雖然形成了液態(tài)被膜3A,但也可以在第2基材22的接合面24形成液 態(tài)被膜3A,也可以在接合面23及接合面24的兩個面分別形成液態(tài)被膜 3A。
另外,在接合面23及接合面24的任意一個接合面形成液態(tài)被膜3A的情況下,在工序[B]之前,可以在另一接合面上涂布硅酮材料的溶液或 分散液,也可以配置間隙材料。 <接合體的剝離方法>
接著,對本發(fā)明的接合體的剝離方法進行說明。
圖4是剝離圖1所示的接合體的過程的圖(縱截面圖)。其中,在以 下的說明中,將圖4中的上側(cè)稱為"上",將下側(cè)稱為"下"。首先,作為提供于接合體的剝離方法中的接合體,準備如上所述
的借助含有硅酮材料的接合膜3接合第1基材21和第2基材22而成的接 合體1 (參照圖4 (a)。)。
其中,在下一個工序[2]中,作為向接合膜3賦予剝離用能量的方法, 在使用照射能量線(例如紫外線)的方法的情況下,在第1基材21及第 2基材22中的至少一方即照射能量線的一側(cè)的基材使用具有能量線(例 如紫外線)透過性的基材。
作為這樣的具有能量線透過性的基材的構(gòu)成材料,例如可以舉出聚乙 烯、聚丙烯、乙烯一丙烯共聚物、乙烯一丙烯酸酯共聚物、乙烯一丙烯酸 共聚物、離聚物、聚丁烯一l、乙烯一醋酸乙烯酯系共聚物等聚烯烴,聚 酯、聚碳酸酯、PMMA之類的樹脂材料,或MgAl204之類的陶瓷系材料 等具有紫外線透過性的材料。接著,向該接合體1的接合膜3賦予剝離用能量(參照圖4 (b)。)。 這樣,構(gòu)成所述硅酮材料的分子鍵的一部分被切斷,結(jié)果,使接合膜3內(nèi) 發(fā)生開裂。結(jié)果,如圖4 (c)所示,可以從第1基材21剝離第2基材22。
在此,作為通過賦予剝離用能量使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂的機制,如下 所述。推測如下例如,在接合膜3中含有的硅酮材料的主骨架由聚二甲 基硅氧烷構(gòu)成的情況下,如果向接合膜3賦予剝離用能量,則Si—CH3 鍵被切斷,通過與氣氛中的水分子等反應(yīng),產(chǎn)生例如甲垸。該甲垸作為氣 體(甲烷氣體)存在,占據(jù)較大的體積,所以在產(chǎn)生氣體的部分,接合膜 3被拱起。結(jié)果,Si—O鍵也被切斷,最終使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂。
賦予剝離用能量時的氣氛只要在氣氛中含有水分子即可,沒有特別限 定,優(yōu)選為大氣氣氛。如果為大氣氣氛,則不特別需要裝置,在氣氛中含 有充分量的水分子,所以可以可靠地使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂。由于使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂,所以需要接合膜3在不由SiOj勾成而 在膜中結(jié)合有機物的狀態(tài)即含有硅酮材料的狀態(tài)下形成接合膜3,接合膜 3中的硅原子與碳原子的存在比優(yōu)選為2: 8 8: 2左右,更優(yōu)選為3: 7 7: 3左右。
通過使硅原子與碳原子的存在比在所述范圍內(nèi),可以發(fā)揮作為接合膜
3的出色的功能并同時通過賦予剝離用能量而形成可靠地發(fā)生開裂的膜。
另外,剝離用能量的大小優(yōu)選大于接合用能量的大小。這樣,在賦予
接合用能量時,可以選擇性地切斷存在于接合膜3的表面附近的Si—CH3 鍵,同時在賦予剝離用能量時,可以切斷殘存于接合膜3內(nèi)部的Si—CH3 鍵。結(jié)果,在賦予接合用能量時,在接合膜3的表面附近顯現(xiàn)粘接性,在 賦予剝離用能量時,使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂。
另外,向接合膜3賦予的剝離用能量與上述的接合用能量相同,可以 使用任意方法賦予,可以舉出向接合膜3照射能量線的方法、加熱接合膜 3的方法、向接合膜3賦予壓縮力(物理能量)的方法、將接合膜3暴露 于等離子體中(賦予等離子能量)的方法、將接合膜3暴露于臭氧氣體中 (賦予化學能量)的方法等。
其中,在本實施方式中,作為向接合膜3賦予剝離用能量的方法,特 別優(yōu)選使用向接合膜3照射能量線的方法及加熱接合膜3的方法中的至少 一種。這種方法可以比較簡單而且選擇性地對接合膜3賦予剝離用能量, 所以可以更可靠地使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂。
尤其在如上所述的具有內(nèi)含間隙材料32的接合膜3的接合體1中, 在使硅酮部31的熱膨脹系數(shù)與間隙材料32的熱膨脹系數(shù)不同的情況下, 在賦予剝離用能量時,隨著接合膜3內(nèi)的升溫,可以在硅酮部31與間隙 材料32的界面積極地發(fā)生開裂。因此,可以更順利地剝離第1基材21與 第2基材22。
作為能量線,可以舉出與在接合用能量的說明中記載的相同的能量 線,其中,特別優(yōu)選紫外線、激光之類的光。這樣,可以防止在第l基材 21及第2基材22中發(fā)生變質(zhì)'劣化,并同時在接合膜3中可靠地發(fā)生開裂。
紫外線的波長優(yōu)選為126nm 300nm左右,更優(yōu)選為126nm 200nm左右。另外,在使用UV燈的情況下,其輸出功率根據(jù)接合膜3的面積不同
而不同,但優(yōu)選為lmW/cm2 lW/cm2左右,更優(yōu)選為5mW/cm2 50mW/cn^左右。此外,這種情況下,UV燈與接合膜3的間隔距離優(yōu)選 為3mm 3000mm左右,更優(yōu)選為10mm 1000mm左右。
另外,將照射紫外線的時間設(shè)定成使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂的程度的時 間。具體而言,盡管對應(yīng)紫外線的光量、接合膜3的構(gòu)成材料等有若干不 同,但優(yōu)選為10 180分鐘左右,更優(yōu)選為30 60分鐘左右。
另外,紫外線可以在時間上連續(xù)地照射,但也可以間歇地(脈沖(pulse) 狀)照射。
另一方面,作為激光,例如可以舉出激元激光(excimer laser)之類 的脈沖發(fā)生激光(脈沖激光)、二氧化碳激光、半導體激光之類的連續(xù)發(fā) 生激光等。其中,優(yōu)選使用脈沖激光。脈沖激光難以在接合膜3的照射激
光的部分經(jīng)時地蓄積熱,所以可以可靠地防止蓄積的熱引起的第1基材 21及第2基材22的變質(zhì)'劣化。換言之,如果使用脈沖激光,則可以防止 第1基材21及第2基材22的變質(zhì),劣化,同時,可以向接合膜3照射更 高能量密度的激光,從而使接合膜3內(nèi)有效地發(fā)生開裂。
另外,脈沖激光的脈沖寬度在考慮到熱的影響的情況下,優(yōu)選為盡可 能地短。具體而言,脈沖寬度優(yōu)選為lps (皮秒)以下,更優(yōu)選為500fs (毫微微秒)以下。只要使脈沖寬度在所述范圍內(nèi),則可以可靠地抑制伴 隨激光照射在接合膜3中產(chǎn)生的熱的影響。另外,如果脈沖寬度在所述范 圍內(nèi),則可以特別可靠地防止伴隨激光的照射而熱蓄積并且從高溫區(qū)域向 接合膜3的厚度方向(激光的照射方向)擴展。這樣,可以進一步提高開 裂位置的位置精密度。此外,脈沖寬度在所述范圍內(nèi)程度的小脈沖激光被 稱為"毫微微秒激光"。
另外,對激光的波長沒有特別限定,例如優(yōu)選為200 1200nm左右, 更優(yōu)選為400 1000nm左右。
另外,激光的峰值功率輸出在為脈沖激光的情況下,根據(jù)脈沖寬度不 同而不同,但優(yōu)選為0.1 10W左右,更優(yōu)選為1 5W左右。
進而,脈沖激光的重復(fù)頻率優(yōu)選為0.1 100kHz左右,更優(yōu)選為l 10kHz左右。通過將脈沖激光的頻率設(shè)定于所述范圍內(nèi),可以選擇性地切斷Si —CH3鍵。
另外,用于使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂的能量線的照射可以在任意氣氛中 進行,具體而言,可以舉出大氣、氧之類的氧化性氣體氣氛,氫之類的還 原性氣體氣氛,氮、氬之類的惰性氣體氣氛,或?qū)@些氣氛進行減壓而成 的減壓(真空)氣氛等,優(yōu)選在惰性氣體氣氛(尤其在氮氣氣氛)中進行。 這樣,可以防止第1基材21及第2基材22的變質(zhì)'劣化,同時,可有效 地向接合膜3內(nèi)供給能量,從而使接合膜3內(nèi)更可靠地發(fā)生開裂。
另外,在加熱接合膜3的情況下,加熱接合體1時的溫度優(yōu)選為100 40(TC左右,更優(yōu)選為150 30(TC左右。如果在該范圍的溫度下加熱,則 可以可靠地防止第1基材及第2基材西熱而發(fā)生變質(zhì),劣化,并同時可靠 地使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂。
另外,加熱時間被設(shè)定成使接合膜3內(nèi)發(fā)生開裂的程度的時間。具體 而言,盡管根據(jù)加熱的溫度、接合膜3的構(gòu)成材料等不同而略有不同,但 優(yōu)選為10 180分鐘左右,更優(yōu)選為30 60分鐘左右。
此外,賦予接合用能量的方法與賦予剝離用能量的方法可以相同也可 以不同,但優(yōu)選為相同。如果為相同的方法,則可以比較容易地設(shè)定剝離 用能量的大小和接合用能量的大小,所以如上所述,可以容易地使剝離用 能量的大小大于接合用能量的大小。另外,由于可以使用于賦予這些能量 時使用的裝置相同,即可以利用同一裝置進行從接合體l的形成到剝離, 所以可以削減成本。
如上所述,在需要循環(huán)利用等時,可以利用向接合膜3賦予剝離用能 量的容易的方法,有效地從第1基材21剝離第2基材22。因此,即使在 基材21、 22之間由不同的材料構(gòu)成的情況下,也可以將各基材21、 22分 別提供到再利用中,所以可以可靠地提高接合體1的循環(huán)利用率。
<液滴噴頭>
接著,對將所述的接合體應(yīng)用于噴墨式記錄頭的情況的實施方式進行 說明。
圖5是表示使用本發(fā)明的接合體而得到的噴墨式記錄頭(液滴噴頭) 的分解立體圖,圖6是表示圖5所示的噴墨式記錄頭的主要部分的構(gòu)成的 截面圖,圖7是表示具有圖5所示的噴墨式記錄頭的噴墨打印機的實施方式的概略圖。其中,圖5顯示的狀態(tài)與通常使用的狀態(tài)上下相反。
圖5所示的噴墨式記錄頭10被搭載于如圖7所示的噴墨打印機9。 圖7所示的噴墨打印機9具有裝置主體92,在上部后方設(shè)置記錄用
紙P的托盤921,在下部前方設(shè)置排出記錄用紙P的排紙口 922和在上部
面設(shè)置操作面板97。
操作面板97例如由液晶顯示器、有機EL顯示器、LED燈等構(gòu)成,
具有顯示錯誤信息等的顯示部(未圖示)和由各種開關(guān)等構(gòu)成的操作部(未
圖示)。
另外,在裝置主體92的內(nèi)部主要具有具備往復(fù)移動的頭單元93 的印刷裝置(印刷機構(gòu))94、將每一張記錄用紙P送入印刷裝置94的送 紙裝置(送紙機構(gòu))95和控制印刷裝置94及送紙裝置95的控制部(控 制機構(gòu))96。
利用控制部96的控制,送紙裝置95間歇地遞送每一張記錄用紙P。 該記錄用紙P通過頭單元93的下部附近。此時,頭單元93在與記錄用紙 P的遞送方向大致正交的方向往復(fù)移動,進行對記錄用紙P的印刷。艮P, 頭單元93的往復(fù)移動與記錄用紙P的間歇遞送成為印刷中的主掃描及副 掃描,進行噴墨方式的印刷。
印刷裝置94具有頭單元93、成為頭單元93的驅(qū)動源的滑架馬達941 、 接受滑架馬達941的旋轉(zhuǎn)而使頭單元93往復(fù)移動的往返移動機構(gòu)942。
頭單元93在其下部具有具備多個噴嘴孔111的噴墨式記錄頭IO(以 下簡稱為"頭10"。)、向頭10供給墨液的墨盒931和搭載頭10及墨盒931 的滑架932。
此外,作為墨盒931,通過使用填充有黃、青、品紅、黑4種顏色的 墨液的墨盒,可以進行全色印刷。
往返移動機構(gòu)942具有利用框(未圖示)支撐其兩端的滑架導軸943 和與滑架導軸943平行延在的同步帶944。
滑架932被滑架導軸943以自由往復(fù)移動的方式支撐,同時被固定于 同步帶944的一部分。
如果通過使滑架馬達941工作,借助滑輪(pulley)使同步帶944正 反行進,則頭單元93在滑架導軸943的引導下往復(fù)移動。接著,在該往
36復(fù)移動時,適當?shù)貜念^10噴出墨液,向記錄用紙P進行印刷。
送紙裝置95具有成為其驅(qū)動源的送紙馬達951和利用送紙馬達951 的工作進行旋轉(zhuǎn)的送紙輥952。
送紙輥952由夾持記錄用紙P的遞送路徑(記錄用紙P)且上下對置 的從動輥952a和驅(qū)動輥952b構(gòu)成,驅(qū)動輥952b與送紙馬達951連結(jié)。 這樣,成為送紙輥952向印刷裝置94送入每一張設(shè)置于托盤921中的多 張記錄用紙P。此外,也可以構(gòu)成為用能夠裝卸自由地安裝收容記錄用紙 P的送紙盒(cassette)來代替托盤921。
控制部96是例如通過基于從個人電腦或數(shù)碼相機等主控計算機輸入 的印刷數(shù)據(jù),控制印刷裝置94或送紙裝置95等進行印刷的部分。
控制部96均未圖示,主要具有通信電路和CPU:所述通信電路從記 憶控制各部分的控制程序等的存儲器、驅(qū)動壓電元件(振動源)14并控 制墨液的噴出時間的壓電元件驅(qū)動電路、驅(qū)動印刷裝置94(滑架馬達941) 的驅(qū)動電路、驅(qū)動送紙裝置95 (送紙馬達951)的驅(qū)動電路以及主控計算 機獲得印刷數(shù)據(jù),所述CPU與上述各部件電連接并對各部分進行各種控 制。
另外,CPU與可檢測例如墨盒931的墨液殘量、頭單元93的位置等
的各種傳感器等分別電連接。
控制部96借助通信電路獲得印刷數(shù)據(jù)并存入存儲器。CPU處理該印 刷數(shù)據(jù)并基于該處理數(shù)據(jù)及來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù),向各驅(qū)動電路輸 出驅(qū)動信號。在該驅(qū)動信號的作用下,壓電元件14、印刷裝置94及送紙 裝置95分別工作。這樣,在記錄用紙P上進行印刷。
以下參照圖5及圖6詳述頭10。
頭10具有頭主體17和收納該頭主體17的基體16,其中,頭主體17 具備噴嘴板ll、墨液室基板12、振動板13和與振動板13接合的壓電元 件(振動源)14。此外,該頭10構(gòu)成隨機應(yīng)變(on—demand)型的壓電 噴射式頭。
噴嘴板ll由例如Si02、 SiN、硅玻璃之類的硅系材料,Al、 Fe、 Ni、 Cu或內(nèi)含它們的合金之類的金屬系材料,氧化鋁、氧化鐵之類的氧化物 系材料,炭黑、石墨之類的碳系材料等構(gòu)成。在該噴嘴板11上形成用于噴出墨液滴的多個噴嘴孔111。對應(yīng)印刷 精密度適當?shù)卦O(shè)定這些噴嘴孔111間的間距。
在噴嘴板11上固著(固定)有墨液室基板12。
利用噴嘴板11、側(cè)壁(隔壁)122及后述的振動板13,將該墨液室 基板12劃分形成多個墨液室(空腔、壓力室)121、貯存從墨盒931供給 的墨液的儲藏室123和從儲藏室123向各墨液室121分別供給墨液的供給 卩124。
各墨液室121分別形成為短柵狀(長方體狀),被配設(shè)成對應(yīng)各噴嘴 孔111。各墨液室121可以通過后述的振動板13的振動來改變?nèi)莘e,構(gòu) 成為利用該容積變化來噴出墨液。
作為用于得到墨液室基板12的母材,例如可以使用硅單晶基板、各 種玻璃基板、各種樹脂基板等。這些基板均為通用的基板,所以通過使用 這些基板,可以減低頭IO的制造成本。
另一方面,在墨液室基板12的與噴嘴板11的相反側(cè)接合振動板13, 進而,在振動板13的與墨液室基板12的相反側(cè)設(shè)置多個壓電元件14。
另外,在振動板13的規(guī)定位置,貫穿振動板13的厚度方向而形成連 通孔131。經(jīng)由該連通孔131,可以從所述的墨盒931向儲藏室123供給 墨液。
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層143而成,并被配設(shè)成對應(yīng)各墨液室121的大致中央部。各壓電元件 14構(gòu)成為與壓電元件驅(qū)動電路電連接,基于壓電元件驅(qū)動電路的信號工 作(振動、變形)。
各壓電元件14分別發(fā)揮振動源的功能,振動板13的功能是隨著壓電 元件14的振動而振動,瞬間地提高墨液室121的內(nèi)部壓力。
基體16由例如各種樹脂材料、各種金屬材料等構(gòu)成,噴嘴板11被該 基體16固定、支撐。即,在基體16具備的凹部161中收納頭主體17的 狀態(tài)下,利用在凹部161的外周部形成的臺階162支撐噴嘴板11的緣部。
在如上所述的噴嘴板11與墨液室基板12的接合、墨液室基板12與 振動板13的接合以及噴嘴板11與基體16的接合中,至少在接合1個位 置時使用前述的本發(fā)明的接合體。換言之,在噴嘴板11與墨液室基板12的接合體、墨液室基板12與
振動板13的接合體以及噴嘴板11與基體16的接合體中,至少一個位置
應(yīng)甩本發(fā)明的接合體。
在此,在噴嘴板11與墨液室基板12的接合體為本發(fā)明的接合體的情 況下,噴嘴板11及墨液室基板12中的一方為第l基材,另一方為第2基 材。另外,在墨液室基板12與振動板13的接合體為本發(fā)明的接合體的情 況下,墨液室基板12及振動板13中的一方為第1基材,另一方為第2基 材。另外,在噴嘴板11與基體16的接合體為本發(fā)明的接合體的情況下, 噴嘴板11及基體16中的一方為第1基材,另一方為第2基材。
通過在上述的接合界面上插入如上所述的接合膜3來接合上述的頭 10。因此,接合界面的接合強度及耐藥品性變高,這樣,對貯存于各墨液 室121中的墨液的耐久性及液密性變高。結(jié)果,頭10的可靠性變高。
另外,由于可以在非常低的溫度下進行可靠性高的接合,所以即使為 線膨脹系數(shù)不同的材料也可以形成大面積的頭,在該點上是有利的。
另外,如果在頭10的一部分應(yīng)用所述的接合體,則可以構(gòu)筑尺寸精 密度高的頭IO。因此,可以高度地控制從頭10噴出的墨液滴的噴出方向 或頭10與記錄用紙P的間隔距離,可以提高噴墨打印機9的印字結(jié)果的 質(zhì)量。
在循環(huán)利用(分解)這樣的頭10時,通過應(yīng)用如上所述的接合體的 剝離方法,可以可靠地剝離應(yīng)用所述接合體的噴嘴板11與墨液室基板12 的接合體、墨液室基板12與振動板13的接合體以及噴嘴板11與基體16 的接合體中的至少一個。結(jié)果,可以將這些接合體分別分解成噴嘴板11 與墨液室基板12的分解體、墨液室基板12與振動板13的分解體以及噴 嘴板11與基體16的分解體中的至少一個,可以再利用其中的每個部件, 所以可以可靠地提高循環(huán)利用率。
這樣的頭10在沒有經(jīng)由壓電元件驅(qū)動電路輸入規(guī)定的噴出信號的狀 態(tài)、即沒有向壓電元件14的下部電極142與上部電極141之間施加電壓 的狀態(tài)下,壓電體層143沒有發(fā)生變形。因此,振動板13也沒有發(fā)生變 形,墨液室121沒有發(fā)生容積變化。因而,不從噴嘴孔lll噴出墨液滴。
相反,在經(jīng)由壓電元件驅(qū)動電路輸入規(guī)定的噴出信號的狀態(tài)、即向壓
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電元件14的下部電極142與上部電極141之間施加一定電壓的狀態(tài)下, 壓電體層143發(fā)生變形。這樣,振動板13極大地發(fā)生撓曲,墨液室121 發(fā)生容積變化。此時,墨液室121內(nèi)的壓力瞬間提高,從噴嘴孔lll噴出 墨液滴。
如果1次墨液的噴出結(jié)束,則壓電元件驅(qū)動電路停止向下部電極142 和上部電極141之間施加電壓。這樣,壓電元件14恢復(fù)成大致原來的形 狀,墨液室121的容積增大。此外,此時,從墨盒931向噴嘴孔111的壓 力(向正方向的壓力)作用于墨液。因此,可以防止空氣從噴嘴孔lll進 入到墨液室121,與墨液噴出量相稱的量的墨液從墨盒931 (儲藏室123) 供給到墨液室121。
這樣地進行,在頭10中,通過向想要印刷的位置的壓電元件14依次 借助壓電元件驅(qū)動電路輸入噴出信號,可以印刷任意(需要的)文字或圖 形等。
另外,頭10也可以具有電熱轉(zhuǎn)換元件來代替壓電元件14。就是說, 頭10也可以為利用電熱轉(zhuǎn)換元件的材料的熱膨脹噴出墨液的氣泡噴射 (bubble jet)方式("Bubble Jet"為注冊商標)的頭。
此外,在該構(gòu)成的頭10中,在噴嘴板11上設(shè)置為了賦予疏液性而形 成的被膜114。這樣,在從噴嘴孔lll噴出墨液滴時,可以可靠地防止在 該噴嘴孔111的周邊殘存墨液滴。結(jié)果,可以使從噴嘴孔111噴出的墨液 滴可靠地著落于目的區(qū)域。
<透過型屏幕>
接著,對將上述的接合體應(yīng)用于透過型屏幕時的實施方式進行說明。 圖8是表示應(yīng)用本發(fā)明的接合體的透過型屏幕的優(yōu)選實施方式的模 式縱截面圖。圖9是模式地表示具有圖8所示的透過型屏幕的背投影機的 構(gòu)成圖。其中,在以下的說明中,將圖8中的左側(cè)稱為"(光的)入射側(cè)"、 將右側(cè)稱為"(光的)射出側(cè)"。另外,在本發(fā)明中,只要沒有特別說明, "(光的)入射側(cè)"、"(光的)射出側(cè)"分別是指用于得到圖像光(影像光) 的光的"入射側(cè)"、"射出側(cè)",不是指外光的"入射側(cè)"、"射出側(cè)"。 (透過型屏幕) 首先,對透過型屏幕進行說明。如圖8所示,透過型屏幕100具有微透鏡部101和菲涅耳透鏡部102。
在這樣地透過型屏幕100中,來自投射透鏡的影像光被菲涅耳透鏡折 射而成為平行光La。接著,該平行光La被微透鏡部101擴散。
以下對構(gòu)成透過型屏幕100的各部分進行詳細說明。
微透鏡部101由1對帶凹部的基板103、 104和被1對帶凹部的基板 103、 104所夾持的微透鏡基板105構(gòu)成。
在帶凹部的基板103中形成對應(yīng)微透鏡基板105的多個微透鏡(凸透 鏡)105a的多個凹部。另一方面,在帶凸部的基板104中形成對應(yīng)微透 鏡基板105的多個凸曲面105b的多個凹部。
另外,帶凹部的基板103、 104分別由具有與微透鏡基板105不同的 折射率的材料構(gòu)成。這樣,可以發(fā)揮微透鏡基板105的微透鏡105a及凸 曲面105b的各自的光學特性。
微透鏡基板105由與所述的接合膜3相同的材料構(gòu)成。即,微透鏡基 板105除了后述的光學功能以外,還具有接合所述的帶凹部的基板103與 帶凹部的基板104的接合膜的功能。這樣的微透鏡基板105可以使用與所 述的接合膜3相同的方法形成。
這樣的微透鏡基板105具有以硅酮材料為主要材料而形成的硅酮部 105c和間隙材料105d。
間隙材料i05d由具有與硅酮部105c相同程度的折射率的材料構(gòu)成。 通過使用由這樣的材料構(gòu)成的間隙材料105d,即使在帶凹部的基板103、 104的各自的形成有凹部的部位配置間隙材料105d的情況下,也可以有 效地防止對間隙材料105d可以得到的微透鏡基板105的光學特性帶來不 良影響。這樣,可以在帶凹部的基板103、 104的主面(形成有凹部的面 側(cè))的寬區(qū)域中配置較多的間隙材料105d,結(jié)果,可以有效地排除帶凹 部的基板103、 104的撓曲等帶來的影響,從而可以可靠地控制微透鏡基 板105的厚度。
如上所述,間隙材料105d由具有與硅酮部105c相同程度的折射率的 材料構(gòu)成,更具體而言,間隙材料105d的構(gòu)成材料的絕對折射率與硅酮 部105c的絕對折射率之間的差的絕對值優(yōu)選為0.20以下,更優(yōu)選為0.10 以下,進而優(yōu)選為0.02以下,最優(yōu)選硅酮部105c與間隙材料105d由同一材料構(gòu)成。
對間隙材料105d的形狀沒有特別限定,優(yōu)選為近似球狀、近似圓柱 狀。在間隙材料105d為這樣的形狀的情況下,其直徑優(yōu)選為10 300pm, 更優(yōu)選為30 200(im,進而優(yōu)選為30 170pm。
微透鏡基板(透鏡基板)105是構(gòu)成透過型屏幕100的部件,如圖8 所示,在光的入射側(cè)設(shè)置多個微透鏡(凸透鏡)105a,在射出側(cè)設(shè)置多個 微小的凸曲面105b。
對俯視微透鏡105a時的形狀(以下也簡稱為"微透鏡105a的形狀") 沒有特別限定,優(yōu)選為近似圓形或近似橢圓形(其中,還包括近似袋形, 進而還包括切去近似圓的上下的形狀)。通過使微透鏡105a的形狀為近似 圓形或近似橢圓形,可以使視場角特性特別出色。尤其可以同時使水平方 向及鉛垂方向的視場角特性出色。
微透鏡105a的直徑(在微透鏡105a的形狀為橢圓形的情況下,其短 軸方向的長度)優(yōu)選為10 500|im,更優(yōu)選為30 300pm,進而優(yōu)選為 50 10(^m。如果微透鏡105a的直徑為所述范圍內(nèi)的值,則可以在投影 到屏幕上的圖像中保持充分的析像度并同時進一步提高微透鏡基板105 (透過型屏幕IOO)的生產(chǎn)率。此外,在微透鏡基板105中,相鄰的微透 鏡105a—微透鏡105a之間的間距優(yōu)選為10 500pm,更優(yōu)選為30 300jirn, 進而優(yōu)選為50 100jini。
另外,微透鏡105a的曲率半徑(在微透鏡105a的形狀為橢圓形的情 況下,其短軸方向的曲率半徑)優(yōu)選為5 25(Hrni,更優(yōu)選為15 150pm, 進而優(yōu)選為25 50|im。如果微透鏡105a的曲率半徑為所述范圍內(nèi)的值, 則可以使視場角特性特別出色。尤其可以同時使水平方向及鉛垂方向的視 場角特性出色。
另外,對微透鏡105a的排列方式?jīng)]有特別限定,例如可以為格子狀、 蜂窩狀、鋸齒狀(鋸齒格子狀)等周期性的排列,也可以為光學上的隨機 排列(在從微透鏡基板105a的主面?zhèn)雀┮晻r,各微透鏡105a被配置成彼 此成為隨機的位置關(guān)系的排列),優(yōu)選如圖2所示的鋸齒狀的規(guī)則排列。 這樣,可以有效地防止與液晶等的光閥或菲涅耳透鏡之間的干涉,從而更 有效地防止波紋的發(fā)生,同時,還可以最大地引出透鏡效果。另外,在微透鏡105a的排列為隨機排列的情況下,可以更有效地防止與液晶等的光 閥或菲涅耳透鏡的干涉,從而使幾乎完全沒有發(fā)生波紋成為可能。這樣,
可以得到顯示品質(zhì)很好的出色的透過型屏幕100。
另外,在從光的入射面?zhèn)扔^察微透鏡基板105時的形成有微透鏡105a 的有效區(qū)域中,微透鏡(透鏡部)105a所占的面積(投影面積)的比例 優(yōu)選為90%以上,更優(yōu)選為96%以上。如果微透鏡105a所占的面積的比 例為90%以上,則可以進一步減少通過微透鏡105a以外的直線傳播光, 從而可以進一步提高光利用效率。
另一方面,在微透鏡基板105的光的射出面?zhèn)仍O(shè)置的多個微小的凸曲 面(全反射防止部)105b的曲率半徑優(yōu)選大于所述的微透鏡105a的曲率 半徑。通過設(shè)置這樣的凸曲面105b,則可以有效地防止從微透鏡基板105 的光的入射面(第1面)入射的光發(fā)生全反射,從而使其有效地透過微透 鏡基板105中,同時還可以使從微透鏡基板105的光的射出面(第2面) 側(cè)入射的光有效地發(fā)生漫反射。結(jié)果,得到的圖像的對比度變得特別出色。
對俯視凸曲面105b時的形狀(以下也簡稱為"凸曲面105b的形狀") 沒有特別限定,優(yōu)選為對應(yīng)微透鏡105a的形狀的形狀(相似形狀)。更具 體而言,在微透鏡105a的形狀為近似圓形的情況下,優(yōu)選凸曲面105b也 為近似圓形,在微透鏡105a的形狀為近似橢圓形的情況下,優(yōu)選凸曲面 i05b的形狀也為近似橢圓形(更具體而言,是短軸長與長軸長的比與微 透鏡105a的短軸長與長軸長的比實質(zhì)上相同的近似橢圓形)。這樣,可以 更可靠地防止入射光的透過率的降低引起的對比度的降低。
另外,還優(yōu)選為微透鏡105a的頂部(俯視時的中心)與凸曲面105b 的頂部(俯視時的中心)在俯視時重疊的配置。這樣,可以更可靠地防止 入射光的降低引起的對比度的降低。
凸曲面105b的直徑(在凸曲面105b的形狀為橢圓形的情況下,其短 軸方向的長度)優(yōu)選為3.3 25000nm,更優(yōu)選為10 5000^im,進而優(yōu)選 為30 300(^im,最優(yōu)選為40 2000pm。如果凸曲面105b的直徑為所述 范圍內(nèi)的值,則可以有效地防止入射光的透過率的降低,同時,還可以使 從微透鏡基板105的光的射出面?zhèn)热肷涞墓庥行У匕l(fā)生漫反射。此外,在 微透鏡基板105中,相鄰的凸曲面105b—凸曲面105b之間的間距優(yōu)選為3.3 25000pm,更優(yōu)選為10 500pm,進而優(yōu)選為30 300pm,最優(yōu)選 為50 100pm。
另外,凸曲面105b的曲率半徑(在凸曲面105b的形狀為橢圓形的情 況下,其短軸方向的曲率半徑)優(yōu)選為15 2500pm,更優(yōu)選為18 1500pm,進而優(yōu)選為20 750fim。如果凸曲面105b的曲率半徑為所述范 圍內(nèi)的值,則可以有效地防止入射光的透過率的降低,同時,還可以使從 微透鏡基板105的光的射出面?zhèn)热肷涞墓庥行У匕l(fā)生漫反射。結(jié)果,可以 使得到的圖像的對比度變得特別出色。
另外,在將凸曲面105b的曲率半徑設(shè)為R2[|Lim]、將微透鏡105a的 曲率半徑設(shè)為Ri[pm]時,優(yōu)選滿足3^R2/R^100的關(guān)系,更優(yōu)選滿足 5SR2/R^50的關(guān)系,進而優(yōu)選滿足8SR2/R,^25的關(guān)系,最優(yōu)選滿足 10^R2/Ri^20的關(guān)系。通過滿足這樣的關(guān)系,可以有效地防止入射光的 透過率的降低,同時還可以使從微透鏡基板105的光的射出面?zhèn)热肷涞墓?有效地發(fā)生漫反射。結(jié)果,可以使得到的圖像的對比度變得特別出色。
另外,對凸曲面105b的排列方式?jīng)]有特別限定,例如可以為格子狀、 蜂窩狀、鋸齒狀等周期性的排列,也可以為光學上的隨機排列(在從微透 鏡基板105a的主面?zhèn)雀┮晻r,各微透鏡105a被配置成彼此成為隨機的位 置關(guān)系的排列),優(yōu)選為對應(yīng)微透鏡105a的排列方式的排列方式。這樣, 可以更可靠地防止入射光的透過率的降低引起的對比度的降低。
另外,在從光的入射面?zhèn)?或光的射出面?zhèn)?觀察微透鏡基板105 時(俯視時的)的形成有微透鏡105a的有效區(qū)域中,凸曲面105b所占的 面積(投影面積)的比例優(yōu)選為50%以上,更優(yōu)選為90%以上,進而優(yōu) 選為96%以上。如果凸曲面105b所占的面積的比例為50X以上,則可以
更可靠地防止外光反射引起的對比度的降低。
另外,微透鏡基板105還具備未圖示的遮光部(黑矩陣)。這樣,可 以使得到的圖像的對比度更出色。
在如上所述地構(gòu)成的微透鏡部101的帶凹部的基板103的光的入射側(cè) 的面接合菲涅耳透鏡部102。
菲涅耳透鏡部102被設(shè)置于光(圖像光)的入射側(cè),成為通過菲涅耳 透鏡部102的光入射到微透鏡基板105的構(gòu)成。
44菲涅耳透鏡部102具有在射出側(cè)表面形成為大致同心圓狀的棱鏡形
狀的菲涅耳透鏡106。該菲涅耳透鏡106借助接合膜107與帶凹部的基板 103的光的入射側(cè)的面接合。
菲涅耳透鏡106使來自投射透鏡(未圖示)的圖像光折射,使其成為 與微透鏡基板105的主面的垂直方向平行的平行光La。
在如上所述地構(gòu)成的透過型屏幕100中,來自投射透鏡的影像光被菲 涅耳透鏡102折射,成為平行光La。接著,該平行光La被微透鏡基板105 的各微透鏡105a會聚,結(jié)成焦點后擴散。
以下對使用所述的透過型屏幕100的背投影機進行說明。
圖9是模式地表示具備圖8所示的透過型屏幕的背投影機的構(gòu)成圖。
如同圖所示,背投影機300具有在機箱340中配置投射光學單元310、 導光鏡320、透過型屏幕100的結(jié)構(gòu)。
接著,由于該背投影機300具備如上所述的透過型屏幕100,所以可 以得到對比度出色的圖像。進而,在本實施方式中,由于具有如上所述的 構(gòu)成,所以視場角特性、光利用效率等也變得特別出色。
以上對將本發(fā)明應(yīng)用于透過型屏幕的例子進行了說明,但也可以將本 發(fā)明應(yīng)用于投射型顯示裝置(正投影機(front projector))的液晶光閥的 構(gòu)成部件。
另外,在上述的實施方式中,對使用具有與硅酮部105c相同程度的 折射率的間隙材料作為間隙材料105d的方式進行了說明,但在間隙材料 105d只被配置于帶凹部的基板103、 104的沒有形成凹部的區(qū)域(非有效 透鏡區(qū)域)的情況下,也可以實質(zhì)上不具有與硅酮部105c相同程度的折 射率。
另外,在上述的實施方式中,對具備微透鏡作為透鏡部的構(gòu)成進行了 說明,但構(gòu)成透鏡基板的透鏡部(透鏡)不限定于此,例如也可以為雙面 凸透鏡。
以上基于附圖的實施方式說明本發(fā)明的接合體及接合方法,但本發(fā)明 不被這些所限定。
例如,在本發(fā)明的接合體中,也可以根據(jù)需要追加1個以上任意結(jié)構(gòu), 在本發(fā)明的接合方法中,也可以根據(jù)需要追加1個以上任意目的的工序。另外,當然,所述的接合體也可以應(yīng)用于在本實施方式中說明的液滴 噴頭或透過型屏幕以外的裝置。具體而言,接合體例如可以應(yīng)用于半導體
裝置、MEMS、微反應(yīng)器等。
另外,在上述的實施方式中,將硅酮部31形成為緊緊地埋在間隙材 料32之間,但也可以存在沒有在間隙材料32之間形成硅酮部31的區(qū)域。 這種情況下,例如,只要減少液態(tài)材料中的硅酮材料的含量即可。
實施例
接著對本發(fā)明的具體實施方式
進行說明。 (實施例1)
首先,作為第1基材,準備縱20mmx橫20mmx平均厚度lmm的單 晶硅基板,作為第2基材,準備縱20mmx橫20mmx平均厚度lmm的硅 玻璃基板,對硅基板和硅玻璃基板雙方進行利用氧等離子的襯底處理。
接著,準備含有具有聚二甲基硅氧垸骨架的材料作為硅酮材料、內(nèi)含 甲苯及異丁醇作為溶媒的液體(信越化學工業(yè)公司制,"KR—251":粘度 (25°C) 18.0mPa.s)。
另一方面,作為間隙材料,準備為球形且平均粒徑為10pm的二氧化 硅粉末(陶瓷粉末)。
接著,混合所述的液體100g和間隙材料lg,得到液態(tài)材料。
利用噴墨法,以5pL的液滴的形式向硅基板上供給該液態(tài)材料,形成 液態(tài)被膜。
接著,借助該液態(tài)被膜貼合硅基板和硅玻璃基板。 接著,在10(TC下,干燥該液態(tài)被膜30分鐘,形成接合膜(平均厚 度約lO(im)。
另外,接合體的最大厚度與最小厚度的差(厚度的不均)為0.8iim。
接著,隔著硅玻璃基板,向接合膜,以以下所示的條件照射紫外線。
<紫外線照射條件>
-氣氛氣體的組成大氣(空氣)
-氣氛氣體的溫度20'C
-氣氛氣體的壓力大氣壓(100kPa)-紫外線的波長172nm -紫外線的照射時間5分鐘
此時,以3MPa加壓硅基板和硅玻璃基板,并同時在8(TC下加熱, 維持15分鐘。
如上所述地進行,得到硅基板與硅玻璃基板借助接合膜接合而成的接 合體。
使用QUAD GROUP公司制"ROMULUS"測定該接合體(層疊體)的 硅基板與硅玻璃基板之間的接合強度,結(jié)果為10MPa以上。
接著,通過以下所示的條件向得到的層疊體具備的接合膜照射紫外 線,從硅基板剝離硅玻璃基板。
<紫外線照射條件>
-氣氛氣體的組成N2氣
-氣氛氣體的溫度20°C
-氣氛氣體的壓力大氣壓(100kPa)
-紫外線的波長172nrn
-紫外線的照射時間30分鐘 (實施例2)
作為間隙材料,代替二氧化硅粉末而使用聚乙烯制的樹脂粉末,除此 以外,與所述實施例1同樣地進行,獲得接合體,然后,向該接合體的接 合膜照射紫外線。
在本實施例2中,也與所述實施例1同樣地形成接合膜(平均厚度 約10pm),接合體的硅基板與硅玻璃基板之間的接合強度為10MPa以上。 另外,接合體的最大厚度與最小厚度的差(厚度的不均)為l.Opm。
接著,通過向這樣的層疊體具備的接合膜照射紫外線,可以從硅基板 剝離硅玻璃基板。尤其在本實施例2中,可以以比上述實施例1短的時間, 從硅基板剝離硅玻璃基板。 (實施例3)
作為間隙材料,代替二氧化硅粉末而使用銅制的金屬粉末,除此以外, 與所述實施例1同樣地進行,獲得接合體,然后,向該接合體的接合膜照 射紫外線。
47在本實施例3中,也與上述實施例1同樣地形成接合膜(平均厚度
約10pm),重疊體的硅基板與硅玻璃基板之間的接合強度為10MPa以上。 另外,接合體的最大厚度與最小厚度的差(厚度的不均)為0.8pm。
接著,通過向這樣的層疊體具備的接合膜照射紫外線,可以從硅基板 剝離硅玻璃基板。另夕卜,在本實施例3中,盡管比上述的實施例2的時間 長,但也可以以比所述的實施例1短的時間,從硅基板剝離硅玻璃基板。 (實施例4)
作為間隙材料,除了二氧化硅粉末,還使用聚乙烯制的樹脂粉末,除 此以外,與所述實施例1同樣地進行,獲得接合體,然后,向該接合體的 接合膜照射紫外線。
在此,混合上述的液體(信越化學工業(yè)公司制,"KR—251":粘度 (25°C) 18.0mPa's) 100g、 二氧化硅粉末lg和樹脂粉末0.5g,得到液態(tài) 材料。另外,二氧化硅粉末的平均粒徑為10pm,樹脂粉末的平均粒徑為 12|im。
在本實施例4中,也與所述實施例1同樣地形成接合膜(平均厚度
約l(Him),重疊體的硅基板與硅玻璃基板之間的接合強度為lOMPa以上。 另外,接合體的最大厚度與最小厚度的差(厚度的不均)為0.9pm。
接著,通過向這樣的層疊體具備的接合膜照射紫外線,可以從硅基板 剝離硅玻璃基板。尤其在本實施例4中,可以以比所述的實施例2短的時 間,從硅基板剝離硅玻璃基板。 (實施例5)
作為間隙材料,除了金屬粉末,還使用聚乙烯制的樹脂粉末,除此以 外,與上述實施例3同樣地進行,獲得接合體,然后,向該接合體的接合 膜照射紫外線。
在此,混合上述的液體(信越化學工業(yè)公司制,"KR—251":粘度 (25°C) 18.0mPa's) 100g、金屬粉末lg和樹脂粉末0.5g,得到液態(tài)材料。 另外,金屬粉末的平均粒徑為10pm,樹脂粉末的平均粒徑為8pm。
在本實施例5中,也與上述實施例1同樣地形成接合膜(平均厚度 約10pm),重疊體的硅基板與硅玻璃基板之間的接合強度為10MPa以上。 另外,接合體的最大厚度與最小厚度的差(厚度的不均)為0.8pm。接著,通過向這樣的層疊體具備的接合膜照射紫外線,可以從硅基板 剝離硅玻璃基板。另夕卜,在本實施例5中,盡管比上述的實施例4的時間 長,但也可以以比上述的實施例2短的時間,從硅基板剝離硅玻璃基板。
權(quán)利要求
1.一種接合體,其是具有第1基材、第2基材、接合所述第1基材的接合面和所述第2基材的接合面的接合膜的接合體,其特征在于,所述接合膜含有硅酮材料,所述接合膜利用通過向它的至少一部分區(qū)域賦予接合用能量而在所述接合膜的表面附近的所述區(qū)域顯現(xiàn)的粘接性,接合所述第1部件與所述第2部件,在所述接合膜中設(shè)置有具有控制所述第1基材和所述第2基材之間的距離的功能的多個間隙材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合體,其中, 所述各間隙材料呈粒子狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的接合體,其中,所述多個間隙材料含有以玻璃材料為主要材料而構(gòu)成的多個玻璃微粒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的接合體,其中,所述多個間隙材料含有以陶瓷材料為主要材料而構(gòu)成的多個陶瓷微粒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的接合體,其中,所述多個間隙材料含有以金屬為主要材料而構(gòu)成的多個金屬微粒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的接合體,其中,所述多個間隙材料含有以樹脂材料為主要材料而構(gòu)成的多個樹脂微粒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的接合體,其中,所述多個間隙材料除了含有所述多個樹脂微粒以外,還含有由以玻璃 為主要材料而構(gòu)成的多個玻璃微粒、以陶瓷材料為主要材料而構(gòu)成的多個 陶瓷微粒、以金屬為主要材料而構(gòu)成的多個金屬微粒中的至少一種構(gòu)成的 多個微粒,并且該多個微粒的平均粒徑大于所述多個樹脂微粒的平均粒
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的接合體,其中,所述多個間隙材料除了含有所述多個樹脂微粒以外,還含有由以玻璃 為主要材料而構(gòu)成的多個玻璃微粒、以陶瓷材料為主要材料而構(gòu)成的多個 陶瓷微粒、以金屬為主要材料而構(gòu)成的多個金屬微粒中的至少一種構(gòu)成的 多個微粒,并且該多個微粒的平均粒徑小于所述多個樹脂微粒的平均粒 徑,所述各樹脂微粒以向其厚度方向彈性變形了的狀態(tài)存在于所述接合膜 中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合體,其中,所述各接合面呈平坦面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合體,其中,所述接合膜的構(gòu)成為向所述接合膜賦予剝離用能量,切斷構(gòu)成所述 硅酮材料的一部分分子鍵,從而使所述接合膜內(nèi)發(fā)生開裂,由此能夠從所 述第1基材剝離所述第2基材。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的接合體,其中,所述接合膜構(gòu)成為利用向所述接合膜照射能量線的方法以及加熱所 述接合膜的方法中的至少一種方法,賦予所述剝離用能量,由此產(chǎn)生所述 開裂。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的接合體,其中, 所述能量線為紫外線。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的接合體,其中,所述第1基材及所述第2基材中的至少一種基材對所述紫外線具有透過性。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11 13中任意一項所述的接合體,其中, 所述加熱的溫度為100°C 400°C。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的接合體,其中,所述接合膜構(gòu)成為通過在大氣中賦予所述剝離用能量,可產(chǎn)生所述 開裂。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合體,其中, 所述硅酮材料的主骨架由聚二甲基硅氧垸構(gòu)成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合體,其中,所述硅酮材料具有硅烷醇基。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合體,其中,所述接合膜的平均厚度為lpm 30(^m。
19. 一種接合方法,其特征在于,具有向第1基材及第2基材中的至少一個基材的表面賦予含有硅酮材料及多個間隙材料的液態(tài)材料,由此形成按規(guī)定形狀圖案化的液態(tài)被膜的工序;在所述各間隙材料控制所述第1基材與所述第2基材之間的距離的狀 態(tài)下,借助所述液態(tài)被膜貼合所述第1基材和所述第2基材的工序;在維持所述控制的狀態(tài)下干燥所述液態(tài)被膜,得到按規(guī)定形狀圖案化 的接合膜的工序;向所述接合膜賦予接合用能量,由此使所述接合膜的表面附近顯現(xiàn)粘 接性,借助該接合膜接合所述第1基材和所述第2基材的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種尺寸精確密度出色且在不會發(fā)生固體接合法的那類各種問題的情況下也可容易地制造的接合體,還提供用于得到該接合體的接合方法。在本發(fā)明的接合體中,具有第1基材(21)、第2基材(22)、接合第1基材(21)的接合面(23)和第2基材(22)的接合面(24)的接合膜(3),接合膜(3)含有硅酮材料,接合膜(3)利用通過向其至少一部分區(qū)域賦予接合用能量而在接合膜(3)的表面附近區(qū)域顯現(xiàn)的粘接性,接合第1基材(21)與第2基材(22),在接合膜(3)中設(shè)置具有控制第1基材(21)和第2基材(22)之間的距離的功能的間隙材料(32)。
文檔編號C09J5/00GK101513784SQ20091011800
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
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