[发明专利]玻璃基材的接合方法以及玻璃接合体

说明书

技术领域

本发明涉及一种插装(介在)光学薄膜而接合玻璃基材的玻璃接合体及其接合方法，更详细来说，涉及不使用粘合剂而接合玻璃基材的玻璃接合体及其接合方法。

背景技术

接合偏振束分离器或偏振转换元件、二向色棱镜(ダイクロイツクプリズム)、接合透镜等摄像机基材的光学元件利用于各种各样的产品。这样接合摄像机基材而制造的接合型光学元件时，由于能够薄且牢固地且廉价地接合摄像机基材，所以例如可以使用通过紫外线固化的光固化型粘合剂等的粘合剂。

而且，在近几年，投影仪或利用蓝色光的光盘等正在普及，但在这样的光学设备也利用如上述的接合型光学元件。然而，用于玻璃基材的接合的粘合剂已知有若照射接近于紫外线的蓝色光或在高光强度、高温环境下使用，则暂时产生退色等的劣化。尤其，在高光强度、高温环境下使用的投影仪的光学系统或对应于蓝色光的光拾取器等的光学设备中，伴随粘合剂的劣化的接合型光学元件的光学性能的劣化有时会成为决定光学设备整体的寿命的瓶颈(ボトルネツク)。因此，在接合型光学元件要求如难以由高光强度、高温环境或紫外线劣化的耐久性。

因此，在近几年已知有不利用粘合剂而直接接合玻璃基板或棱镜、透镜等的玻璃基材彼此的方法，所谓光接触(オプテイカルコンタクト)(专利文献1)。

光接触是通过使极其精密地研磨的接合面彼此接触，并且利用接合原子间、分子间的相互作用接合玻璃基材的方法。因此，为了通过光接触接合玻璃基材，接合面的算术表面粗度(Ra，以下仅称为“表面粗度”)可以说需最大也为1～2nm数量级，实际上表面粗度是埃(オングストロ一ム)数量级。

而且，与光接触相同，在半导体领域中已知不使用粘合剂而直接接合半导体基板的技术。例如，通过形成薄的氧化膜，并且使对该氧化膜施以给予羟基(水酸基)的表面处理的接合面彼此接触，施以热处理而直接接合半导体基板。这样，已知有在直接接合半导体基板时，接合面的表面粗度也至少为1～2nm数量级且如果实际上不是其以下的表面粗度的接合面，则难以进行直接接合。

专利文献1：日本专利公开2004-279495号公报

通过光接触直接接合玻璃基材时所要求的接合面的表面粗度并不是不可能实现，但也不是容易得到的数量级的表面粗度。例如，将玻璃基材等的表面作为尤其光滑地完成的研磨加工，已知有镜面研磨加工，但一般在镜面研磨加工中得到的表面粗度，即使是精密的粗糙度，也成为5～10nm左右。与此相比，可知在光接触也要求比镜面研磨更高一层程度的精密的研磨。

因此，存在以光接触直接接合玻璃基材的接合型光学元件的制造困难，即使能够制造也变成高价的问题。尤其，难以在投影仪或光拾取器等普及显著且要求廉价地大量生产的光学设备中，使用利用光接触的接合型光学元件。

发明内容

本发明是借鉴于上述的问题点而完成的，其目的在于，提供一种直接接合容易得到接合面的表面粗度的数量级的玻璃基材的玻璃基材接合方法。其另一目的在于，能够使直接接合的玻璃基材的接合型光学元件稳定制造而廉价地提供。

本发明的玻璃基材的接合方法，其特征在于，具备：成膜工序，其中在第1玻璃基材的接合面成膜主成分与接合于上述第1玻璃基材的第2玻璃基材相等的薄膜；接合工序，其中在上述薄膜与上述第2玻璃基材的接合面的相互间介入水并使上述薄膜与上述第2玻璃基材的接合面紧贴之后，使上述水蒸发，而使上述第1玻璃基材和上述第2玻璃基材一体化。

而且，玻璃基材的接合方法，其特征在于，通过在大气中在常温以上且低于水的沸点的预定温度中的加热，进行上述接合工序中的上述水的蒸发。

另外，玻璃基材的接合方法，其特征在于，在进行上述接合工序之后，进行在真空中加热上述第1玻璃基材和上述第2玻璃基材的接合体的接合强化工序。

而且，玻璃基材的接合方法，其特征在于，在上述第1玻璃基材的接合面预先形成具有预定的光学功能的光学薄膜，并且上述成膜工序在上述光学薄膜的表面进行。

此外，玻璃基材的接合方法，其特征在于，在研磨上述光学薄膜的表面之后，进行上述成膜工序。

而且，玻璃基材的接合方法，其特征在于，上述薄膜连续设置为多个层状。

此外，玻璃基材的接合方法，其特征在于，在上述成膜工序中成膜的上述薄膜相对于从常温在100度之间的温度变化，对d线的折射率的变化量为0.5％以下。

而且，玻璃基材的接合方法，其特征在于，上述薄膜由二氧化硅构成。