光学元件及光学元件的制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种光学元件及光学元件的制造方法。
背景技术
在将两个部件(基材)彼此接合(粘接)时，目前多使用环氧系粘接剂、聚氨酯系粘接剂、二氧化硅系粘接剂等进行的方法。
粘接剂能够不管部件的材质而呈现粘接性。因此，可将由各种材料构成的部件彼此按各种方式组合进行粘接。
例如作为具有使透过的光产生相位差的功能的光学元件，已知有波长板。波长板是将水晶那样的双折射晶体的基板重合两片而制成的，使用粘接剂将基板之间粘接。
在这样使用粘接剂将基板彼此粘接时，将液状或膏状粘接剂涂在粘接面上，经由所涂敷的粘接剂将基板彼此粘合。之后，通过热或光的作用使粘接剂固化，将基板彼此粘接。
但是，粘接剂伴随长时间的光照射，构成粘接剂的树脂成分可能因此会劣化，可能会导致变色、折射率变化、粘接性降低等不良情况。
另外，涂敷的粘接剂层通常为数μm程度的厚度，在制法上难以减薄至数μm以下。因此，产生了上述的不良情况的粘接剂对于透过波长板的光不是光学上可忽视的存在，导致波长板的光学特性降低。
例如，专利文献1中公开有，经由由厚度0.1～2mm程度的聚氨酯树脂构成的中间膜将玻璃板彼此粘接而得到的三明治结构的夹层玻璃，但对于该夹层玻璃而言，中间膜时效性劣化，随之透光性可能降低。
专利文献：特开平5-270870号公报
【发明内容】
本发明的目的在于，提供一种光学元件、及可容易地制造这样的光学元件的制造方法，光学元件经由接合膜将两个光学零件彼此接合而成，耐光性及尺寸精度高，且透光率高。
这样的目的通过下记本发明实现。
本发明提供一种光学元件，其特征在于，具有：至少其中之一具有透光性的第一光学零件及第二光学零件；接合所述第一光学零件和所述第二光学零件的接合膜，该接合膜通过等离子体聚合法形成，且该接合膜包含Si骨架及离去基团，该Si骨架具有含硅氧烷键(Si-O)的随机原子结构；该离去基团键合于该Si骨架上，
通过对所述接合膜的至少一部分区域赋予能量，使在所述接合膜表面存在的所述离去基团从所述Si骨架上脱离，由此利用所述接合膜上获得的粘接性将所述第一光学零件及所述第二光学零件接合，
所述接合膜的平均厚度为透过所述第一光学零件及所述第二光学零件中具有透光性的所述光学零件的光的波长以下。
由此，得到经由接合膜将两个光学零件彼此接合而成的耐光性及尺寸精度高且透光率高的光学元件。
本发明的光学元件中，优选的是，在从构成所述接合膜的所有原子中除去了H原子的原子中，Si原子的含量和H原子的含量的总和为10～90原子％。
由此，接合膜形成Si原子和O原子牢固的网络，且接合膜自身牢固。另外，这样的接合膜对于第一光学零件及第二光学零件呈现特别高的接合强度。
本发明的光学元件中，优选的是，所述接合膜中的Si原子和O原子的存在比为3∶7～7∶3。
由此，接合膜的稳定性高，能够将第一光学零件和第二光学零件更牢固地接合。
本发明的光学元件中，优选地是，所述Si骨架的结晶度为45％以下。
由此，Si骨架特别是含有随机的原子结构。而且，得到尺寸精度及粘接性优异的接合膜。
本发明的光学元件中，优选的是，所述接合膜含有Si-H键。
认为Si-H键阻碍硅氧烷键的生成有规律地进行。因此，硅氧烷键按照避免Si-H键的方式形成，Si骨架的规则性降低。这样，根据等离子体聚合法，由于接合膜中含有Si-H键，从而可有效地形成结晶度低的Si骨架。
本发明的光学元件中，优选的是，在所述含有Si-H键的接合膜的红外吸收光谱中，将属于硅氧烷键的峰值强度设定为1时，属于硅氢键的峰值强度为0.001～0.2。
由此，接合膜中的原子结构相对而言是最随机的。因此，接合膜在接合强度、耐药品性及尺寸精度方面特别优异。
本发明的光学元件中，优选的是，所述离去基团由选自H原子、B原子、C原子、N原子、O原子、P原子、S原子、卤原子和以所述各个原子键合在所述Si骨架上的方式配置的原子团中的至少一种构成。
这些离去基团在能量的赋予引起的键合/脱离的选择性方面较优异。因此，通过赋予能量，得到较简单且均匀地脱离的离去基团，可将接合膜的粘接性进一步高度化。
本发明的光学元件中，优选的是，所述离去基团为烷基。
由此，得到耐候性及耐药品性优异的接合膜。
本发明的光学元件中，优选的是，在所述包含甲基作为离去基团的接合膜的红外吸收光谱中，将属于硅氧烷键的峰值强度设定为1时，属于甲基的峰值强度为0.05～0.45。
由此，甲基的含有率最佳，防止甲基防碍烷基键的生成至必要以上，并且在接合膜中生成必要且足够数量的活性键，因此，接合膜产生足够的粘接性。另外，接合膜中发现甲基带来的足够的耐候性及耐药品性。
本发明的光学元件中，优选的是，所述接合膜在存在于至少表面附近的所述离去基团从所述Si骨架上脱离后具有活性键。
由此，接合膜基于化学键可牢固地对于第二光学零件接合。
本发明的光学元件中，所述活性键为悬空键或羟基。由此，对于第二光学零件能够进行特别牢固的接合。
本发明的光学元件中，优选的是，所述接合膜以聚有机硅氧烷为主材料构成。
由此，通过粘接性得到优异的接合膜。另外，该接合膜在耐候性及耐药品性方面优异，例如，在进行长期暴露于药品类等中的光学零件的接合时，能够有效地使用。
本发明的光学元件中，优选的是，所述聚有机硅氧烷以八甲基三硅氧烷的聚合物为主要成分。
由此，得到粘接性特别优异的接合膜。
本发明的光学元件中，优选的是，所述接合膜的平均厚度为透过所述具有透光性的光学元件的光的波长的90％以下。
由此，光学元件的光学特性更优异。
本发明的光学元件中，优选的是，所述接合膜为不具有流动性的固体状膜。
由此，得到的光学元件的尺寸精度比目前更高。另外，与目前相比，可在短时间内进行牢固的接合。
本发明的光学元件中，所述接合膜的折射率为1.35～1.6。
这样的折射率的范围其折射率与水晶及石英玻璃的折射率较近，因此，例如在制造光路贯通接合膜那样的结构的光学元件时适合使用。
本发明的光学元件中，优选的是，所述能量的赋予通过对所述接合膜照射能量束的方法、及将所述接合膜暴露在等离子体中的方法中的至少一种方法来进行。
根据紫外线，能够对宽范围无偏差地短时间地进行处理，因此，能够有效进行离去基团的脱离，进而能够以UV灯等简单的设备产生紫外线。
根据将接合膜暴露于等离子体的方法，由于可选择性地对接合膜的表面附近赋予能量，故而在表面获得粘接性，另一方面，能够防止在内部产生组成、体积等的变化。
本发明的光学元件中，优选的是，所述第一光学零件和所述第二光学零件分别由石英玻璃或水晶构成。
由此，第一光学零件及第二光学零件和接合膜的折射率差减小，得到的光学元件被充分地抑制光损失，因此，得到透光性优异的光学元件。
本发明的光学元件中，优选的是，透过所述具有透光性的光学元件的光的波长为300～1200nm。
根据这样的波长的光，光的能量不会过高，因此，能够防止长期的光照射引起接合膜变质·劣化。
本发明的光学元件中，优选的是，在所述第一光学零件和所述第二光学零件之间具有两层以上与所述接合膜相同的接合膜，这些接合膜的厚度之和为透过具有透光性的光学元件的光的波长以下。
由此，能够将第一光学零件和第二光学零件更牢固地接合。
本发明提供一种光学元件的制造方法，其特征在于，具有以下工序：
第一工序：准备至少其中之一具有透光性、且可经由接合膜相互粘合而形成光学元件的第一光学零件和第二光学零件，通过等离子体聚合法在所述第一光学零件的表面上形成包含具有含硅氧烷键(Si-O)的随机原子结构的Si骨架和键合于该Si骨架上的离去基团的所述接合膜；
第二工序：通过对所述接合膜赋予能量，使存在于所述接合膜中的所述脱离基从所述Si骨架上脱离，从而获得粘接性；
第三工序：经由所述接合膜将所述第一光学零件和所述第二光学零件接合，得到光学元件，
在所述第一工序中，所述接合膜按照其平均厚度为透过所述具有透光性的光学元件的光的波长以下的方式形成。
由此，能够容易地制造经由接合膜将两个光学零件彼此接合而成的耐光性及尺寸精度高且透光率高的光学元件。
【附图说明】
图1是用于说明本发明的光学元件的制造方法的第一实施方式的图(纵剖面图)；
图2是用于说明本发明的光学元件的制造方法的第一实施方式的图(纵剖面图)；
图3是表示本发明的光学元件的制造方法中接合膜能量赋予之前的状态的局部放大图；
图4是表示本发明的光学元件的制造方法中接合膜能量赋予之后的状态的局部放大图；
图5是示意性表示用于本发明的光学元件的制造方法所使用的等离子体聚合装置的纵剖面图；
图6是用于说明在第一光学零件上制造接合膜的方法的图(纵剖面图)；
图7是用于说明本发明的光学元件的制造方法的第二实施方式的的图(纵剖面图)；
图8是表示应用本发明的光学元件而得到的波长板(光学元件)的立体图。
符号说明
2第一光学零件；25上表面；3、31、32接合膜；301Si骨架；302硅氧键；303离去基团；304活性键；35、351、352表面；4第二光学零件；5、5a层叠光学元件；100等离子体聚合装置；101腔室；102地线；103供给口；104排气口；130第一电极；139静电卡盘；140第二电极；170泵；171压力控制机构；180电源电路；182高频电源；183匹配箱；184配线；190气体供给部；191贮液部；192汽化装置；193储气瓶；194配管；195扩散板；9波长板；91、92结晶板。
【具体实施方式】
下面，基于附图所示的最佳实施方式详细的说明本发明的光学元件及其制造方法。
本发明的光学元件具有两个光学零件(第一光学零件2及第二光学零件4)和设于这些光学零件2、4间的接合膜3。经由该接合膜3将两个光学零件2、4接合。
该光学元件中的接合膜通过等离子体聚合法而形成，包含具有含硅氧烷(Si-O)键的随机原子结构的Si骨架和结合于该Si骨架的离去基团。
该接合膜3通过赋予能量，存在于接合膜3的离去基团从Si骨架脱离。而且，由于该离去基团的脱离，而具有在接合膜3的赋予了能量的区域获得粘接性的特征。
具有这种特征的接合膜3能够以较高尺寸精度、牢固且在低温下有效地将两个所述光学零件2、4间接合。而且，通过使用上述接合膜3，得到将第一光学元件2和所述第二光学元件牢固的接合而成的可靠性高的光学元件。
另外，本发明的光学元件中，接合膜3的平均厚度为透射光学元件的光的波长以下。这样的接合膜3由于对于透射光学元件的光而言成为光学上可忽视的存在，因此，接合膜3的光损失等也被抑制，得到了光学性能优异的光学元件。
光学元件的制造方法
第一实施方式
其次，对本发明的光学元件的制造方法的第一实施方式进行说明。
图1及图2是表示本发明的光学元件的制造方法的第一实施方式的说明图(纵剖面图)。另外，在以下的说明中，将图1和图2中的上侧称作“上”，下侧称作“下”。
本实施方式的光学元件的制造方法具有：准备第一光学零件2和第二光学零件4、通过等离子体聚合法在第一光学零件2的表面上形成接合膜3的工序(第一工序)；赋予接合膜3能量的工序(第二工序)；经由接合膜3将第一光学零件2和第二光学零件4接合，得到层叠光学元件5的工序(第三工序)。下面，对各工序依次进行说明。
[1]首先，准备第一光学零件2和第二光学零件4。
这些光学零件2、4通过经由接合膜3彼此粘结，由此形成具有透光性的层叠光学元件5。另外，有关具体的层叠光学元件5将在之后示例。
第一光学零件2的构成材料只要分别是透光性的材料即可，例如可举出：聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等聚烯烃、环状聚烯烃、改性聚烯烃、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(例如：尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12、尼龙6-12、尼龙6-66、)、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、聚(4-甲基戊烯-1)、离聚物、丙烯酸系树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲醛、聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)等聚酯、聚醚、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺、聚缩醛(POM)、聚苯醚、改性聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、其它氟系树脂、苯乙烯系、聚烯烃系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、反式聚异戊二烯系、氟橡胶系、聚氯乙烯系等各种热塑性弹性体、环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、有机硅系树脂、氨酯系树脂等、或以它们为主的共聚物、混合物、聚合物合金等各种树脂材料、钠玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等玻璃材料、水晶、方解石、蓝宝石、CaF2、BaF2、MgF2、LiF、KBr、KCl、NaCl、MgO、YVO4、LiNbO3等结晶材料等。
在这些材料中，从与接合膜3的折射率的匹配性及密接性(接合性)的观点看，优选使用石英玻璃、水晶等二氧化硅材料。另外，氧化硅系材料由于具有良好的透明性且耐热性、耐光性、耐药品性、机械强度等各种特性也优异，因此，特别适合用作第一光学零件2的构成材料。
另一方面，第二光学零件4的材料也只要从第一光学零件2的构成材料中适宜选择即可，第一光学零件2的构成材料和第二光学零件4的构成材料可以相同也可以不同。
另外，第一光学零件2及第二光学零件4也可以在其表面形成各种光学薄膜。
接下来，如图1a所示，在第一光学零件2的表面形成接合膜3(第一工序)。接合膜3位于第一光学零件2和第二光学零件4之间，承担它们的接合。
如图3、图4所示，这样的接合膜3含有硅氧(Si-O)键302且具有随机原子结构的Si骨架301、和结合于该Si骨架301的离去基团303。所述接合膜3将稍后进行详细说明。
另外，之后对接合膜3进行详述。
另外，在第一光学零件2的至少用于形成接合膜3的区域，根据第一光学零件2的构成材料，在形成接合膜3之前，优选预先实施提高第一光学零件2和接合膜3的密接性的表面处理。
这种表面处理例如有溅射处理、喷击(blasting)处理这样的物理表面处理；使用氧等离子体、氮等离子体等的等离子体处理；电晕放电处理、蚀刻处理、电子束照射处理、紫外线照射处理、臭氧暴露处理这样的化学表面处理、或将它们组合的处理等。通过实施这样的处理，将第一光学零件2的用于形成接合膜3的区域清洁化，同时将该区域活性化。由此，可提高第一光学零件2和接合膜3的接合强度。
另外，在这些各表面处理中，通过使用等离子体处理，为了形成接合膜3，特别是可将第一光学零件2的表面最佳化。
另外，在由树脂材料(高分子材料)构成实施表面处理的第一光学零件2时，特别是最好使用电晕放电处理、氮等离子体处理等。
另外，即使不实施上述那样的表面处理，通过第一光学零件2的构成材料，也可以充分提高接合膜3接合强度，作为得到这种效果的第一光学零件2的构成材料，例如有上述那样的以各种玻璃材料、各种结晶材料等为主材料的材料。
由这样的材料构成的第一光学零件2的表面由氧化膜覆盖，较高活性的羟基结合在该氧化膜的表面。因此，如果使用由这样材料构成的第一光学零件2，则即使不实施上述那样的表面处理，也能够提高第一光学零件2和接合膜3的接合强度。
另外，该情况下，第一光学零件2整体也可以不由上述那样的材料构成，只要至少用于形成接合膜3的区域的表面附近由上述那样的材料构成即可。
另一方面，在第二光学零件4上，即使不实施上述那样的的表面处理，通过其构成材料，也可以充分提高第一光学零件2和所述第二光学零件4的接合强度。得到这种效果的第二光学零件4的构成材料与第一光学零件2的构成材料相同，即，可以使用各种玻璃材料、结晶材料等。
另外，在第二光学零件4的与接合膜3密接的区域具有以下基团或物质时，即使不实施上述那样的表面处理，也可以使第一光学零件2和第二光学零件4的接合强度足够高。
作为这种基团或物质，例如举出选自羟基、硫醇基、羧基、氨基、硝基或咪唑基等官能团；自由基、开环分子、双键、三键之类的不饱和键；F、Cl、Br、I之类的卤素或过氧化物构成的组中的至少一种基团或物质。
另外，为了得到含有这种基团或物质的表面，优选适宜选择性地进行上述那样的各种表面处理。
另外，代替表面处理，优选在第一光学零件2的用于至少形成接合膜3的区域及第二光学零件4的与接合膜3密接的区域的预先形成中间层。
该中间层也可以具有任何功能，例如：优选具有提高与接合膜3的密接性的功能、缓冲性(缓冲功能)、缓解应力集中的功能等。通过使用这样的中间层，可以得到可靠性高的层叠光学元件。
作为这种中间层的材料，例如有金属氧化物、二氧化硅之类的氧化物系材料；金属氮化物、氮化硅之类的氮化物材料；石墨、类金刚石之类的碳素材料；硅烷偶联剂、硫醇化合物、金属醇盐和金属卤素化合物之类的自组织化膜材料；树脂系粘接剂、树脂薄膜、树脂覆膜材料、各种橡胶材料、各种人造橡胶之类的树脂材料，也可以将它们中的一种或两种以上组合使用。
另外，根据用由这些各材料构成的中间层中由氧化物系材料构成的中间层，可以进一步提高层叠光学元件5的接合强度。
[2]其次，如图1(b)所示，对接合膜3赋予能量。
在赋予能量时，在接合膜3的表面，离去基团303从Si骨架301脱离。而且，离去基团303脱离之后，形成了活性键，因此，在接合膜3上发现获得与第二光学零件4的稳定的粘接性。其结果是，接合膜3基于化学键与第二光学零件4可稳定且牢固地接合。
在此，如图3所示，能量赋予前的接合膜3具有Si骨架301和离去基团303。当对这样的接合膜3赋予能量时，尤其是表面附近的离去基团303(本实施方式中为甲基)脱离Si骨架。由此，如图4所示，在接合膜3的表面35产生活性键304，接合膜3活性化。其结果是，在接合膜3的表面发现获得粘接性。
另外，使所述接合膜3“活性化”是指接合膜3的表面35及内部的离去基团303脱离，Si骨架301中产生未被终端化的结合键(下面也是指“未结合键”或“悬空键”)的状态、及未结合键被羟基(OH基)终端化的状态、或者这些状态混合的状态。
因此，活性键304是指未结合键(悬空键)或未结合键被羟基终端化。根据这样的活性键304，可对于第二光学零件4更牢固地接合。
赋予接合膜3能量的方法例举对接合膜3照射能量束的方法或将接合膜3暴露于等离子体的方法等。
其中，对接合膜3照射的能量束例如例举紫外线、激光束这样的光；X-射线、Y-射线、电子束、离子束这样的微粒射线等；及这些能量束的组合。
在这些能量束中，特别优选使用126～300nm程度的紫外线。根据这种紫外线，将所赋予的能量最佳化，因此，能够防止接合膜3的Si骨架301不会破坏到需要以上，并且可以选择性切断Si骨架301与离去基团303之间键合。由此，可以防止接合膜3的特性(机械特性、化学特性等)下降，并且可以在接合膜3上发现获得粘接性。
另外，根据紫外线，能够将宽范围无偏差地在短时间内进行处理，因此，能够高效地进行离去基团的脱离。进而，紫外线例如也具有通过UV灯等简单的设备发生的优点。
另外，紫外线的波长更优选为160～200nm程度。
另外，在使用UV灯时，其输出根据接合膜3的面积而不同，但优选为1mW/cm2～1Wcm2程度，更优选5mW/cm2～50mW/cm2程度。该情况下，UV灯和接合膜3之间的分开距离优选为3～3000nm程度，更优选为10～1000nm程度。
另外，照射紫外线的时间优选为接合膜3的表面35附近的离去基团303可脱离的程度的时间、即不使接合膜3内部的离去基团303大量脱离的程度的时间。具体而言，虽然根据紫外线的光量接合膜3的构成材料而稍微不同，但优选为0.5～30分钟程度，更优选为1～10分钟程度。
另外，紫外线可以在时间上连续照射，也可能为间歇(以脉冲的方式)照射。
另一方面，激光例如举出受激准分子激光(毫微微秒激光)、Nd-YAG激光、氩激光、CO2激光和He-Ne激光等。
另外，能量束对接合膜3的照射可以在任何环境中进行。具体而言，举出大气和氧气这样的氧化性气体环境、氢气这样的还原性气体环境、氮和氩这样的惰性气体环境、或将这些环境减压(真空)的环境等，但优选特别是在惰性气体环境或负压(真空)环境进行。由此，防止接合膜3的氧化、变异或劣化。
另外，该环境优选为干燥的环境。由此，可以防止通过紫外线的照射而切断的化学键的切断痕迹吸附上环境中的水蒸气，可以防止接合膜3的成分无意识的变化。
具体而言，环境的露点优选为-10℃以下，更优选为-10℃以下。
另外，根据照射能量束的方法，高精度且简单地调节赋予的能量的大小。因此，可调节从接合膜3脱离的离去基团303的脱离量。其结果是，可以容易地控制层叠光学元件5的接合强度。
即，通过增大离去基团303的脱离量，在接合膜3的表面和内部形成更多的活性键，因此，可进一步地提高接合膜3上发现的粘接性。另一方面，提高减少离去基团303的脱离量，在接合膜3的表面及内部产生的活性键减少，可以抑制接合膜3上发现的粘接性。
另外，为了调节赋予的能量的大小，例如只要调节能量束的类型、能量束的输出、能量束的照射时间等条件即可。
另一方面，根据将接合膜3暴露于等离子体的方法，可以有选择地对接合膜3的表面35附近赋予能量，因此，防止离去基团303从接合膜3脱离。由此，接合膜3的表面可靠地发现粘接性，并且在内部可防止伴随离去基团303的脱离，接合膜3的组成、体积等变化。
该情况下，优选使用大气压等离子体作为使接合膜3暴露于其的等离子体。根据大气压等离子体，可以不使用减压装置等昂贵的设备，而很容易的进行等离子体处理。另外，该等离子体处理，除使用在接合膜3的附近发生等离子体的直接等离子体方式之外，还优选使用被处理物和等离子体发生部离开的间接方式或竖直层流等离子体方式的处理。根据直接等离子体方式，在接合膜3的附近发生等离子体，因此，可以有效且均匀地进行等离子体处理。另外，在被处理物和等离子体发生部分离的情况下，被处理物和等离子体发生部将不会相互妨碍，因此，能够避免被处理物遭受离子破坏。
在负压环境中进行等离子体处理的情况下，无意地封入接合膜3内部的气体及时效性发生的气体等可能被强制拉出到接合膜3的外部。若引起这样的现象，则接合膜3发生损伤，导致粘接性降低，并且导致光学性能降低。
与之相对，通过在大气压下进行等离子体处理，防止接合膜3产生损伤，从而可得到了粘接性及光学性能优异的接合膜3。
另外，作为发生等离子体的气体，举出Ar、He、H2、N2和O2，也可以将这些两种以上气体混合使用。其中，考虑到接合膜3的氧化等，优选使用Ar、He等惰性气体。
另外，等离子体处理也可以使用后述的图5所示的等离子体聚合装置100进行。即，可以在使用图5所示的等离子体聚合装置100形成接合膜3后，不将其从装置取出而接着实施本工序的等离子体处理，因此，可以实现本发明的光学元件的制造方法的简化。
另外，在通过放电而发生等离子体时，施加于电极间的电压优选为MHz以上的高频。由此，与直流放电的情况相比，放电起始电压低，所以，能够容易地维持放电状态。另外，通过使用高频，等离子体中的电离度提高，且等离子体密度提高。其结果是，能够有效地进行等离子体的离去基团303的脱离。
施加于电极间的电压频率没有特别限定，优选为10～50MHz程度，更优选为10～40MHz程度。
另外，作为工序[2]中能量赋予的方法，除上述的方法外，还举出加热、加压、暴露于臭氧中等方法。
在此，如图3所示，未赋予能量前的接合膜3具有Si骨架301和离去基团303。当对这样的接合膜3赋予能量时，离去基团(本实施方式中为甲基)就会从Si骨架301脱离。由此，如图4所示，在接合膜3的表面35产生活性键304，使接合膜3活性化。其结果是，在接合膜3的表面发现粘接性。
使接合膜3“活性化”是指接合膜3的表面35及内部的离去基团303脱离，Si骨架301中产生未被终端化的结合键(下面也是指“未结合键”或“悬空键”)的状态、及未结合键被羟基(OH基)终端化的状态、或者这些状态混合的状态。
因此，活性键304是指未结合键(悬空键)或未结合键被羟基终端化。根据这样的活性键304，可经由接合膜3将第一光学零件和第二光学零件4更牢固地接合。
[3]其次，如图1(c)所示，按照活性化后的接合膜3和第二光学零件4密接的方式，使第一光学零件2和第二光学零件4粘合。由此，得到如图2d所示的层叠光学元件5(第三工序)。
在这样获得层叠光学元件5中，如现有的光学元件的制造方法中使用的粘接剂，主要不是基于固着效应(anchor effect)的物理键的粘接，而基于在共价键这样的短时间产生的牢固的化学键接合。因此，层叠光学元件5可短时间形成，且极难以剥离，不会产生接合不均匀。
另外，根据这样的方法，如现有的固体接合，不需要高温(例如700℃以上)下的热处理，因此，由耐热性低的材料构成的第一光学零件2及第二光学零件4也能供接合。
另外，由于经由接合膜3将第一光学零件2和第二光学零件4接合，所以，也具有第一光学零件2及第二光学零件4的构成材料也没有限定的优点。
如上，根据本发明，可以分别拓宽第一光学零件2及所述第二光学零件2的各构成材料的选择幅度。
另外，在本实施方式中，仅提供接合的第一光学零件2及第二光学零件4中之一(本实施方式中为第一光学零件2)上设有接合膜3。在第一光学零件2上形成接合膜3时，通过接合膜3的形成方法，第一光学零件2可能较长时间地暴露在等离子体中，但本实施方式中第二光学零件4并没有暴露在等离子体。因此，例如第二光学零件2相对于等离子体的耐久性显著降低的情况下，根据本实施方式的方法，也能够将第一光学零件2和第二光学零件4牢固地接合。因此，构成第二光学零件4的材料不太考虑对于等离子体的耐久性，也具有可从宽范围的材料选择的优点。
在此，在本工序中，对将第一光学零件2和所述第二光学零件4接合的机理进行说明。
例如，以羟基暴露在第二光学零件4的接合面的情况为例进行说明，在本工序中，按照接合膜3的表面35和第二光学零件4的接合面接触的方式将它们粘合时，存在于接合膜3的表面35的羟基、和存在于第二光学零件4的接合面的羟基因氢键而彼此相互吸引，在羟基之间发生引力。通过该引力，推测为第一光学零件2和所述第二光学零件4接合。
另外，通过氢键彼此相互吸引的羟基彼此因温度条件等而脱水浓缩。其结果是，在第一光学零件2和第二光学零件4的接触界面，羟基键合后的键合彼此经由氧原子键合。由此，推测为第一光学零件2和第二光学零件4更牢固地接合。
另外，在上述工序[2]中活性化后的接合膜3的表面其活性状态时效性缓和。因此，优选在上述工序[2]完成后尽快的进行本工序[3]。具体而言，优选在工序[2]完成后，在60分钟以内进行本工序[3]，更优选在5分钟内进行。若在这样的时间内，则接合膜3的表面可以维持足够的活性状态，因此，在本工序中将第一光学零件2和第二光学零件4粘合，在它们之间能够得到足够的接合强度。
换言之，由于活性化前的接合膜3为具有Si骨架301的接合膜，因此，化学上较稳定，且耐候性优良。因此，活性化前的接合膜3适合长时间保存。因此，大量制造或购入并保存具备这样的接合面3的第一光学零件2，进行本工序的粘合之前，如果只根据需要的个数进行上述工序[2]中所述的能量赋予，则考虑到层叠光学元件5的生产效率，是有效的。
如上，可得到图2(d)所示的层叠光学元件(本发明的光学元件)5。
另外，在图2(d)中，按照覆盖整个接合膜3的方式将第二光学零件4重合，但它们相对的位置也可以彼此错开。即，第二光学零件4也可以从接合膜3溢出。
这样获取的层叠光学元件5中，优选第一光学零件2和第二光学零件4之间的接合强度为5Mpa(50kgf/cm2)以上，更优选为10Mpa(100kgf/cm2)以上。具有这样的接合强度的层叠光学元件5能够充分防止自身的剥离。
另外，获取的接合膜3其折射率为1.35～1.6程度。这样的接合膜3的折射率与水晶或石英玻璃的折射率接近，因此，适合在将以水晶或石英玻璃为主材料的光学零件接合时使用。
另外，这样的接合膜3的热膨胀系数与水晶或石英玻璃的热膨胀系数接近，因此，各光学零件和接合膜3在热膨胀系数减小，能够抑制接合后的层叠光学元件5的变形。
另外，在得到了层叠光学元件5后，根据需要，也可以对该层叠光学元件5进行接下来的两个工序([4A]及[4B])中至少一个工序(提高层叠光学元件5的接合强度的工序)。由此，可以实现层叠光学元件5的接合强度的进一步提高。
[4A]如图2(e)所述，向第一光学零件2和第二光学零件4彼此接近的方向对获取的层叠光学元件5加压。
由此，接合膜3的表面分别更接近第一光学零件2及第二光学零件4的表面，能够进一步提高层叠光学元件5的接合强度。
另外，通过对层叠光学元件5加压，将残留于层叠光学元件5中的接合截面的间隙压碎，进一步加宽其接合面积。由此，能够进一步提高所述层叠光学元件5的接合强度。
此时，对层叠光学元件5加压时的压力为层叠光学元件5不受损伤的程度的压力，优选尽可能高。由此，可将层叠光学元件5的接合强度与该压力成比例地提高。
另外，该压力只要根据第一光学零件2及第二光学零件4的各构成材料及各厚度、接合装置等条件适宜调节即可。具体而言，根据第一光学零件2及第二光学零件4的各构成材料及各厚度等而稍有不同，但优选为0.2～10Mpa程度，更优选为1～5Mpa程度。由此，能够可靠地提高层叠光学元件5的接合强度。另外，该压力也可以超过上述上限值，但因第一光学零件2及第二光学零件4的各构成材料，第一光学零件2及第二光学零件4可能产生损伤等。
加压的时间没有特别限定，但优选为10秒～30分程度。另外，加压的时间只要根据加压时的压力适宜变更即可。具体而言，对层叠光学元件5加压时的压力越高，即使缩短加压的时间，也能够越实现接合强度的提高。
[4B]如图2(e)所述，对获取的层叠光学元件5加热。
由此，可以进一步提高层叠光学元件5的接合强度。
此时，加热层叠光学元件5时的温度比室温高且不足层叠光学元件5的耐热温度，则没有特别限定，但优选为25～100℃程度，更优选为50～100℃程度。如果在这样的温度范围进行加热，则能够可靠地防止层叠光学元件5因热而变质·劣化，并且能够提高接合强度。
另外，加热时间没有特别限定，优选为1～30分钟程度。
另外，在进行上述工序[4A]、[4B]两个工序时，优选同时进行。如图2(e)所示，优选对光学元件5边进行加压，边进行加热。由此，可以相辅地发挥加压的效应和加热的效果，能够进一步提高层叠光学元件5的接合强度。
通过进行上述工序，可以容易地实现层叠光学元件5的接合强度的进一步提高。
在此，对接合膜3进行详细说明。
如上所述，接合膜3通过等离子体聚合法形成，如图3所示，接合膜3由包含硅氧键(Si-O)302且具有随机原子结构的Si骨架301和键合在Si骨架301上的离去基团303构成。这样的接合膜3由于含有硅氧键302且具有随机原子结构的Si骨架301的影响，从而成为难以变形的牢固的膜。这认为是由于Si骨架301的结晶性低，所以结晶界的转移及错位等缺点难以产生。为此，接合膜3自身的接合强度、耐药品性、耐光性和尺寸精度高，在最终得到的层叠光学元件5中，也得到接合强度、耐药品性、耐光性和尺寸精度高的元件。
这样的接合膜3被赋予能量时，离去基团303从Si骨架301脱离，如图4所示，在接合膜3的表面35及内部产生活性键304。而且，由此在接合膜3的表面发现粘接性。发现这样的粘接性时，接合膜3可以以高的尺寸精度牢固且有效地与第二光学零件4接合。
另外，离去基团303和Si骨架301的键合能量小于Si骨架301中的硅氧键302的键合能量。因此，接合膜3通过赋予能量，可防止Si骨架301被破坏，并且可选择性切断离去基团303和Si骨架301的键合，可使离去基团303脱离。
另外，这样的接合膜3为不具有流动性的固体状。因此，与现有的具有流动性的液体或粘液状的粘接剂相比，粘合层(接合膜3)的厚度和形状几乎没有变化。由此，层叠光学元件5的尺寸精度比目前的高很多。另外，由于不需要粘接剂的固化所需的时间，因此，可以短时间内进行牢固的接合。
另外，接合膜3中特别是从构成接合膜3的全原子除去了H原子的原子中Si原子的含有率和O原子的含有率的合计优选为10～90原子％程度，更优选为20～80原子％程度。如果Si原子和O原子以上述范围的含有率含有，则接合膜3形成Si原子和O原子牢固的网络，接合膜3自身得到加强。另外，这样的接合膜3对于第一光学零件2及第二光学元件3呈现出了特别高的接合强度。
另外，接合膜3中的Si原子和O原子的存在比优选为3∶7～7∶3程度，更优选为4∶6～6∶4程度。通过将Si原子和O原子的存在比设置在上述范围内，接合膜3的稳定性提高，可将第一光学零件2和第二光学零件4更牢固地接合。
另外，接合膜3中的Si骨架301的结晶度优选为45％以下，更优选为40％以下。由此，Si骨架301含有充分随机的原子结构。因此，上述的Si骨架301的特性明显，且接合膜3的尺寸精度及粘接性更优异。
另外，Si骨架301的结晶度可以通过通常的结晶度测定方法测定。具体而言，可通过下述方法测定，即：基于结晶部分上的散射X射线的强度进行测定的方法(X射线法)、基于红外线吸收的结晶键的强度进行求出的方法(红外线法)、基于核磁共振吸收的微分曲线下的面积进行求出的方法(核磁共振法)、利用化学试剂难以浸透结晶部分的化学方法。
另外，接合膜3优选其结构中含有Si-H键。该Si-H键通过等离子体聚合法在硅烷发生聚合反应时在聚合物中产生，此时，认为Si-H键阻碍硅氧烷键的生成有规则地进行，因此，硅氧烷键按照避免Si-H键的方式形成，从而Si骨架301的原子结构的规则性降低。这样，根据等离子体聚合法，能够有效地形成结晶度低的Si骨架301。
另一方面，不能说接合膜3中的Si-H键的含有率越多结晶度越低。具体而言，在接合膜3的红外线吸收光谱中，将归属于硅氧烷键的峰值的强度设定为1时，归属于Si-H键的峰值的强度优选为0.001～0.2程度，更优选为0.002～0.05程度，特别优选为0.005～0.02程度。由于Si-H键相对于硅氧烷键的比率为上述范围，从而接合膜3的原子结构相对最为随机。因此，在Si-H键的峰值强度相对于硅氧烷键的峰值强度在上述范围内时，接合膜3在接合强度、耐药品性及尺寸精度方面特别优异。
另外，如上所述，通过键合于Si骨架301的离去基团303从Si骨架脱离301，在接合膜3上产生活性键。因此，就离去基团303而言，虽然通过赋予能量而较简单且均匀地脱离，但在没有赋予能量时，需要按照不能脱离的方式可靠地键合于Si骨架。
另外，用等离子体聚合法形成时，原料气体的成分聚合而生成包含硅氧烷键的Si骨架301和与其键合的残基。例如，该残基能够变成离去基团303。
从上述观点看，优选离去基团303优选使用由选自H原子、B原子、C原子、N原子、O原子、P原子、S原子、卤素原子、或含有这些各原子且按照这些各原子与Si骨架301键合的方式配置的原子团构成的组中的至少一种构成的。这样的离去基团303在能量的赋予引起的键合/脱离的选择性方面较为优异。因此，这样的离去基团303能够充分满足上述的必要性，可进一步通过接合膜3的粘接性。
另外，作为上述那样的各原子键合于Si骨架301的方式所配置的上述原子团，例如举出：甲基和乙基之类的烷基、乙烯基和烯丙基之类的烯基、醛基、酮基、羧基、胺基、硝基、卤烷基、氢硫基、磺基、氰基和异氰酸酯基。
在这些基团类型中，特别优选离去基团303为烷基。既然烷基的化学稳定性高，因此，含有烷基的接合膜3在耐候性和耐药品性方面优异。
在此，在离去基团303为甲基(-CH3)时，其优选的含有率通过红外线吸收光谱的峰值强度如下规定。
即，在接合膜3的红外线吸收光谱中，将归属于硅氧烷键的峰值设定为1时，归属于甲基的峰值优选为0.05～0.45程度，更优选为0.1～0.4程度，特别优选为0.2～0.3程度。由于甲基的峰值强度相对于硅氧烷键的峰值强度在上述范围内，从而防止甲基将硅氧烷键的形成阻碍必要以上，并且由于接合膜3中产生必要且足够数量的活性键，因此，接合膜3产生足够的粘接性。另外，接合膜3上发现获得甲基引起的足够的耐候性及耐药品性。
作为具有这种特征的接合膜3的构成材料，例如举出含有聚硅氧烷的硅氧烷键和可得到与其键合的离去基团303的有机基团的聚合物等。
由聚硅氧烷构成的接合膜3，其自身具有优异的机械特性。另外，相对于大多材料显示特别优异的粘接性。因此，由聚硅氧烷构成的接合膜3相对于第一光学零件2特别牢固地附着，并且相对于第二光学零件4也显示特别强的粘接性。其结果是，可将第一光学零件2和第二光学零件4牢固地接合。
另外，聚硅氧烷通常显示疏水性(非粘接力)，但是，通过赋予能量，可容易地使有机基脱离，在亲水性方面变化，发现粘接性，具有容易且可靠地进行该非粘接性和粘接性的控制的优点。
另外，该疏水性(非粘接性)主要是包含在聚硅氧烷中的烷基的作用。因此，通过赋予能量，由聚硅氧烷构成的接合膜3在表面35发现粘接性，并且，在表面35以外的部分也有得到上述的烷基的作用·效果的优点。因此，这样的接合膜3在耐候性和耐药品性方面优异，例如进行长期暴露于化学药品等的光学元件的组装时，被有效地使用。
另外，聚硅氧烷中，尤其是优选以八甲基三硅氧烷的聚合物为主要成分。以八甲基三硅氧烷的聚合物为主要成分的接合膜3在粘接性方面优异。另外以八甲基三硅氧烷为主要材料的原料在室温下为液态，且具有良好的粘度，所以，也具有容易处理的优点。
如上所述，这样的接合膜3的平均厚度为透过层叠光学元件5的光的波长以下。由此，在层叠光学元件5中，可以几乎无视相对透射光而言接合膜3的光学影响。即，假如接合膜3变色或在光学零件2、4和接合膜3之间有折射率差，也能够防止它们对透过层叠光学元件5的光带来影响。其结果是，抑制了由接合膜3引起的光损失等，从而层叠光学元件5在光学特性方面优异。
具体而言，接合膜3的平均厚度优选为透过层叠光学元件5的光的波长的90％以下，更优选为80％以下。通过将接合膜3的平均厚度设置为上述范围内，可以使层叠光学元件5的光学特性更优异。
另外，接合膜3的厚度的下限值没有特别限定，优选为1nm程度，更优选为2nm程度。由此，确保接合膜3的粘接性。
另外，透过层叠光学元件5的光的波长也没有特别限定，作为一例为300～1200nm。根据这样的波长的光，光的能量不会过高，因此，通过长时间的光照，可防止接合膜3变质·劣化。
以上，对接合膜3进行了说明，这样的接合膜3通过等离子体聚合法制作。根据等离子体聚合法，可以有效地制作致密且均质的接合膜3。由此，可以将接合膜3极其牢固地与第二光学零件4接合。另外，用等离子体聚合法制造的接合膜3其赋予能量而活性化的状态得以较长时间的维持。因此，可以实现层叠光学元件5的制造过程的简化、效率化。
下面，说明制作接合膜3的方法。
首先，在说明接合膜3的制作方法之前，先说明进行等离子体聚合法而在第一光学零件2上制作接合膜3时所使用的等离子体聚合装置。
图5是示意性表示用于本发明的光学元件的制造方法的等离子体聚合装置的纵剖面图。在下面的说明中，图5中的上侧称作“上”，其下侧称作“下”。
图5所示的等离子体聚合装置100具备腔室101、支承第一光学零件2的第一电极130、第二电极140、在各电极130及140之间施加高频电压的电源电路180、对腔室101供应气体的气体供给部190、将腔室101内的气体排气的排气泵17。这些各部中第一电极130及第二电极140设于腔室101的内部。此后，将详细说明各部。
腔室101是可以保持内部的气密性的容器，为了将内部设为负压(真空)的状态下使用，因此，具有可耐受内部和外部的压力差的耐压性能。
图5所示的腔室101由轴线沿水平方向配置的大致成园筒形的腔室主体、密封腔室主体左侧开口部的圆形侧壁、密封右侧开口部的圆形侧壁构成。
在腔室101的上方设有供给口103，在下方设有排气口104。而且，气体供给部190与供给口103连接，排气泵170连接在排气口104上。
另外，在本实施方式中，腔室101由电导性高的金属材料构成，经由地线102电接地。
第一电极130为板状，支承第一光学零件2。
该第一电极130在腔室101的侧壁的内表面沿垂直方向设置，由此，第一电极130经由腔室101电接地。如图5所示，第一电极130与腔室主体同心状设置。
在第一电极130的支承第一光学零件2的面上设有静电卡盘(吸附机构)139。
如图5所示，通过该静电卡盘139，可沿垂直方向支承第一光学零件2。另外，即使第一光学零件2稍微翘曲，由于吸附在静电卡盘139上，从而也能够在矫正该翘曲的状态下将第一光学零件2供给等离子体处理。
第二电极140经由第一光学零件2与第一电极130对向设置。另外，第二电极140以从腔室101的侧壁的内壁面离开(绝缘)的状态设置。
高频电源182经由配线184与该第二电极140连接。匹配箱(整合器)183设于配线184的中途。这些配线184、高频电源182及匹配箱183构成电源电路180。
根据这样的电源电路180，第一电极130接地。因此，对第一电极130和第二电极140之间施加高频电压。由此，在第一电极130和第二电极140之间的空隙中以高的频率感应方向相反的电场。
气体供给部190向腔室101内提供规定的气体。
图5所示的气体供给部190具有：储存液体膜材料(原料液)的贮液部191、使液体膜材料气化成气体状的气化装置192、贮存载气的储气瓶193。另外，这些各部和腔室101的供给口103分别通过配管194连接，将气状膜材料(原料气体)和载气的混合气体从供给口103提供给腔室101内。
贮存在贮液部191中的液状膜材料是通过等离子体聚合装置100进行聚合而在第一光学零件2的表面上形成聚合膜的原材料。
通过气化装置192将这种液状膜材料气化成气化膜材料(原料气体)，然后提供给腔室101。另外，对原料气体稍后将详细说明。
贮存在储气瓶193中的载气是通过电场的作用而放电、且为了维持该放电而导入的气体。这种载气例如有氩气和氦气。
扩散板195设置于腔室101内的供给口103附近。
扩散板195具有促进提供给腔室101的混合气体的扩散的作用。由此，混合气体可以以大致均匀的浓度分散在腔室101内。
排气泵170向腔室101中排气，例如由油旋转泵、涡轮分子泵等构成。通过将腔室101中排气使其降压，气体可以容易地等离子化。另外，能够防止与大气环境接触带来的第一光学零件2的污染、氧化等，并且可以将等离子体处理带来的反应生成物从腔室101内有效地除去。
另外，在排气口104设有调节腔室101内的压力的压力控制装置171。由此，腔室101内部的压力根据气体供给部109的动作状态而设定。
其次，说明使用上述的等离子体聚合装置100在第一光学零件2上制造接合膜3的方法。
图6是用于说明在第一光学零件2上制造接合膜3的方法的图(纵剖视图)。另外，在下面说明中，图6中的上侧称为“上”，其下侧称为“下”。
接合膜3如下得到，即，通过向强电场中供给原料气体和载气的混合气体，使原料气体中的分子聚合，将聚合物堆积于第一光学零件2上。以下详细说明。
首先，准备第一光学零件2，根据需要，在第一部件2的上表面25上实施上述的表面处理。
其次，在等离子体聚合装置100的腔室101内收纳第一光学零件2且制成密封状态后，通过排气泵170的动作，使腔室101内成为负压状态。
再次，使气体供给部190动作，将原料气体与载气的混合气体供给到腔室101内。供给的混合气体被充填于腔室101内(如图6A所示)。
在此，原料气体在混合气体中所占的比例(混合比)因原料气体及载气的种类及作为目的的成膜速度而稍有不同，但例如优选将混合气体中的原料气体的比例设定为20～70％程度，更优选设定为30～60％程度。由此，可实现聚合膜的形成(成膜)的条件为最优化。
另外，供给的气体的流量根据气体的种类、及作为目的的成膜速度、膜厚适宜决定，没有特别限定，但通常优选将原料气体及载气的流量分别设定为1～100ccm程度，更优选设定为10～60ccm程度。
然后，使电源电路180工作，在一对电极130、140之间施加高频电压。由此，存在于一对电极130、140间的气体的分子电离，产生等离子体。原料气体中的分子通过该等离子体的能量发生聚合，如图6(b)所示，聚合物粘附在第一光学零件2上并堆积。由此，在第一光学零件2上形成通过等离子体聚合膜而构成的接合膜3(参照图6(c))。
另外，通过等离子体的作用，第一光学零件2的表面被活性化、清洁化。因此，原料气体的聚合物容易堆积在第一光学零件2的表面。可进行接合膜的稳定的形成。这样，根据等离子体聚合法，不依赖第一光学零件2的构成材料而可进一步提高第一光学零件2和接合膜3的密接强度。
作为原料气体例如举出甲基硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基甲硅氧烷、十甲基环戊硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、甲苯基硅氧烷之类的有机硅氧烷等。
使用这样的原料气体得到的等离子体聚合膜即聚合膜3为这些原料聚合而成的结构(聚合物)，即由聚硅氧烷构成。
在实施等离子体聚合时，施加在一对电极130、140间的高频没有特别限定，优选为1kHz～100MHz程度，更优选为10～60MHz程度。
另外，高频的输出密度没有特别限定，优选为0.01～100W/cm2程度，更优选为0.1～50W/cm2程度，特别优选为1～40W/cm2程度。通过将高频的输出密度设定在上述范围内，能够防止高频的输出密度过高而对原料气体施加必要以上的等离子体能量，并且能够可靠地形成具有随机原子结构的Si骨架301。即，高频的输出密度低于上述下限值时，原料气体中的分子可能不能发生聚合反应而不能形成接合膜3。另一方面，高频的输出密度超出上述上限值时，原料气体分解等，可能成为离去基团303的结构会从Si骨架301分立，对于得到的接合膜3，离去基团303的含有率可能降低，或者Si骨架301的随机性降低(规律性提高)。
另外，形成时的腔室101内的压力优选为133.3×10-5～1333Pa(1×10-5～10Torr)程度，更优选为133.3×10-4～133.3Pa(1×10-4～1Torr)程度。
原料气体的流量优选为0.5～200sccm程度，更优选为1～100sccm程度。另一方面，载气的流量优选为5～750sccm程度，更优选为10～500sccm程度。
处理时间优选为1～10分钟程度，更优选为4～7分钟程度。
另外，第一光学零件2的温度优选为25℃以上，更优选为25～100℃程度。
如上得到接合膜3。
第二实施方式
接下来，对本发明的光学元件的制造方法的第二实施方式进行说明。
图7(a)～7(d)为用于说明本发明的光学元件的制造方法的第二实施方式的图(纵剖面图)。在一下的说明中，图7中的上侧称为“上”，下侧称为“下”。
下面，对第二实施方式的光学元件的制造方法进行说明，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，同样的事项省略说明。
在本实施方式的光学元件的制造方法中，在各光学零件2、4的表面分别形成接合膜，使其厚度总和为光的波长以下，且将光学零件2、4以其接合膜相互密接的方式接合。除此之外，与上述第一实施方式相同。
即，本实施方式的光学元件的制造方法包括：准备第一光学零件2和第二光学零件4且在第一光学零件2的表面通过等离子体聚合法形成接合膜31，同时在第二光学零件4的表面形成接合膜32的工序；对各接合膜31、32赋予能量的工序；将第一光学零件2和第二光学零件4以各接合膜31、32彼此密接的方式粘合在一起，获取层叠光学元件5a的工序。此后，对本实施方式的光学元件制造方法依次进行说明。
[1]首先，与上述第一实施方式相同，准备第一光学零件2和第二光学零件4，然后，通过等离子体聚合法在各光学零件2、4的表面形成接合膜31、32(参照图7(a))。
另外，接合膜31、32被成膜为它们厚度总和达到透过层叠光学元件5a的波的波长以下。由此，在层叠光学元件5a中，可忽视相对透过的光而言各接合膜31、32的光学影响。即，假如接合膜3变色或光学零件2、4与各接合膜31、32之间有折射率差异，也能够防止它们对透过层叠光学元件5a的光产生影响。其结果是，抑制了由接合膜31、32导致的光损失等，最终获取的层叠光学元件5a在光学特性方面优异。
[2]其次，如图7(b)所示，对接合膜31、32赋予能量。
赋予能量时，在各接合膜31、32的表面上，离去基团303从Si骨架301脱离。而且，离去基团303脱离后，产生活性键，因此，接合膜3上发现与第二光学零件4的稳定的粘接性。其结果是，接合膜3基于化学键合可以稳定且牢固地与第二光学零件4接合。
[3]再次，如图7(c)所示，以呈现粘接性的接合膜31、32彼此密接的方式将第一光学零件2和第二光学零件4粘合在一起。由此，如图7(d)所示，得到层叠光学元件5a。
在此，在本工序中，将各接合膜31、32彼此接合。推测出该接合基于以下的两种机理(i)和(ii)之两者或一方进行。
(i)例如，以在各接合膜31、32的表面351、352羟基露出的情况为例进行说明，本工序中，以各接合膜31、32彼此密接的方式将第一光学零件2和第二光学零件4粘合在一起时，存在于各接合膜31、32的表面351、352上的羟基彼此透过氢键彼此吸引，在羟基彼此间产生引力。可推测通过该吸引力将第一光学零件2和第二光学零件4接合。
另外，通过该氢键彼此吸引的羟基彼此根据温度条件等发生脱水浓缩。其结果是，在各接合膜31、32之间，键合有羟基的结合键彼此经由氧原子键合。由此，可推测第一光学零件2和第二光学零件4更牢固地接合。
(ii)以各接合膜31、32彼此密接的方式将第一光学零件2和第二光学零件4粘合在一起时，在各接合膜31、32的表面351、352及内部产生的未终端化的结合键(未结合键)彼此再键合，该再键合以彼此重叠(彼此络合)的方式复杂地生成，因此，在接合界面形成网络状的键合。由此，构成各接合膜31、32的各母材(Si骨架301)彼此直接接合，从而各接合膜31、32彼此一体化。
根据上述(i)或(ii)的机理，得到图7(d)所示的层叠光学元件5a(本发明的光学元件)。
另外，本实施方式中对在第一光学零件2和第二光学零件4之间设置两层接合膜31、32的情况进行了说明，但也可以设置三层以上的接合膜。该情况下，接合膜的平均厚度的总和为透过层叠光学元件5a的光的波长以下。
上述的实施方式中的光学元件的制造方法可以用于将多种层叠光学零件彼此接合。
作为供这种接合的光学元件，例如光学透镜、衍射光栅、光滤波器和防护板等之外，例举太阳能电池那样的光电转换元件、光盘那样的光记录介质、液晶显示器、有机电致发光元件、电泳显示元件那样的显示元件等。
《光学元件》
在此，对将本发明的光学元件应用于波长板的情况的实施方式进行说明。图8为表示应用本发明的光学元件得到的波长板(光学元件)的立体图。
图8所示的波长板9为赋予透过的光1/2波长量的相位差的“1/2波长板”，即，将两个具有双折射性的结晶板91、92按照各自的光轴正交的方式接合而成的波长板。作为具有双折射性的材料，例如有水晶、方解石、MgF2、YVO4、TiO2、LiNbO3等无机材料、及聚碳酸酯等有机材料。
光透过这样的波长板9时，光就被分成平行于光轴的偏振光成分和垂直于光轴的偏振光成分。而且，被分离的光基于伴随各结晶板91、92的双折射性带来的折射率差，在一方产生延迟，就产生上述的位相差。
但是，由波长板9给予透射光的相位差的精度及波长板9的透射率取决于各结晶板91、92的板厚的精度，因此，各结晶板91、92的板厚的精确度必须高精度地控制。
而且，结晶板91和结晶板92的间隙也对透射光的相位产生影响，因此，结晶板91和结晶板92的间隙需要严格地控制其隔离距离，且需要按照隔离距离无变化的方式将它们牢固地粘接。
因此，本发明中将本发明的光学元件应用于波长板9。由此，能够容易地得到经由接合膜将结晶板91和结晶板92牢固地接合而成的波长板9。
另外，可以用等离子体聚合法这样的气相成膜法对宽的区域一次成膜，因此，能够均匀地成膜，且膜厚的精度高。因此，得到结晶板91和结晶板92之间的平行度很高，且波阵面象差等各种象差小的波长板9。
另外，该接合膜为透过波长板9的光的波长以下，是非常薄的，因此，能够抑制对透过波长板9的光带来的影响。
另外，波长板9除1/2波长板之外，还可以是1/4波长板和1/8波长板。
另外，光学元件除波长板之外，还举出偏振片那样的滤光片、光拾波器那样的复合透镜、棱镜、衍射光栅等。
以上，基于附图的实施方式说明了本发明的光学元件的制造方法及光学元件，但本发明并不局限于此。
例如本发明的光学元件的制造方法可以是上述各实施方式中的任一一种或两种以上的组合。
另外，本发明的光学原件的制造方法中，根据需要，还可以追加一个以上的任意目的的工序。
另外，上述各实施方式中，对第一光学部件和第二个光学部件这样的两个光学部件得以接合的方法进行了说明，在将三个以上的光学接合的情况下，也可以使用本发明的光学元件的制造方法。
另外，上述各实施方式的光学元件，两个光学元件均具有透光性，但是本发明的光学原件不限于这样的构成，也可以是仅一方具有透光性，在另一光学零件和接合膜的接合界面使光反射这样的光学元件。
另外，在上述各实施方式中，在各光学零件的整个表面形成接合膜，但也可以只在局部形成接合膜。该情况下，通过将适宜调节接合区域，能够缓解在接合界面的应力集中，能够防止光学元件的变形或接合界面的剥离等不良情况。另外，由于两个光学零件彼此之间有间隙，因此，例如通过使空气等气体流过该间隙，可以强制性冷却光学零件。
另外，上述各实施方式中，对接合膜的整个面赋予能量而使其呈现粘接性，但也可能仅在局部呈现出粘接性。该情况下，通过适宜调节接合区域，就能够缓解在接合界面的应力集中，能够防止光学元件的变形或所述接合界面的剥离等不良情况。
实施例
接下来，对本发明的具体实施例进行说明。
1.层叠光学元件的制造
下面，在各实施例、参考例及比较例中，各分别制造多个层叠光学元件。
实施例1
首先，作为第一光学零件，准备长20mm×宽20mm×平均厚度2mm的水晶基板，另外，作为第二光学零件，准备长20mm×宽20mm×平均厚度1mm的水晶基板。这些水晶基板都已经经过了光学抛光。
其次，将各基板收纳在图5所示的等离子体聚合这种100的腔室101中，然后进行基于氧等离子体的表面处理。
再次，在进行了表面处理的面上形成平均厚度为150nm的等离子体聚合膜。另外，成膜条件如下所示。
<成膜条件>
●原料气体的组成：八甲基三硅氧烷
●原料气体的流量：50sccm
●载气的构成：氩
●载气的流量：100sccm
●高频功率的输出：100W
●高频输出密度：25W/cm2
●腔室内压力：1Pa(低真空)
●处理时间：15分钟
●基板温度：20℃
由此，在各基板上形成等离子体聚合膜。
这样成膜的等离子体聚合膜由八甲基三硅氧烷(原料气体)的聚合物构成，且包含硅氧烷键、具有随机原子结构的Si骨架和烷基(离去基团)。同样，等离子体聚合膜的结晶度用红外吸收法测定。其结果是，尽管等离子体聚合膜的结晶度因测定部位而发生轻微偏差，也仍为30％以下。
然后，对得到的各等离子体聚合膜分别以以下所示的条件实施等离子体处理。
<等离子体处理条件>
等离子体处理方式：直接等离子体方式
处理气体的组成：氦气
环境压力：大气压(100kPa)
电极间距离：1mm
施加电压：1kVp-p
电压频率：40MHz
其次，在实施了等离子体处理起1分钟后，将各基板彼此重合，使得等离子体聚合膜彼此接触。由此，得到层叠光学元件。
(实施例2)
在两个水晶基板中的一个水晶基板上形成等离子体聚合膜，在另一水晶基板上不形成等离子体聚合膜，除此之外，与上述实施例1相同，得到等离子体聚合膜。
(实施例3)
代替等离子体处理，按下记条件对各接合膜照射紫外线，除此之外，与上述实施例1相同，得到层叠光学元件。
<紫外线照射条件>
环境的构成：氮气环境(露点：-20℃)
环境的温度：20℃
环境的压力：大气压(100kPa)
紫外线波长：172nm
(参考例)
将各接合膜的平均厚度应设定为300nm，且将接合膜的厚度的合计设定为600nm，除此之外，与上述实施例1相同，得到层叠光学元件。
(比较例)
使用环氧系光学粘接剂(平均厚度3μm)将第一光学零件和第二光学零件粘接，除此之外，与上述实施例相同，得到层叠光学元件。
2.层叠光学元件的评价
2.1接合强度(劈裂强度)的评价
对于各实施例、参考例和比较例中得到的层叠光学元件，分别测定接合强度。
就接合强度的测定而言，在将各基板剥离时，测定剥离临前(直前)的强度。另外，接合强度的测定分别在刚接合后、和接合后重复100次-40～125℃的温度循环后进行。
其结果是，各实施例及参考例中得到的层叠光学元件在刚接合后和温度循环之后都具有足够的接合强度。
另一方面，比较例中得到的层叠光学元件在刚接合后具有足够的接合强度，但在温度循环之后接合强度降低。
2.2尺寸精度的评价
对在各实施例、参考例和比较例中得到的层叠光学元件分别测定厚度方向的尺寸精度(平行度)。
具体的而言，用微型测定仪对层叠光学元件的四个角的厚度进行测定。随后，基于四个角厚度差，计算出层叠光学元件的两面的相对的倾角。
其结果是，在各实施例及参考例中得到的层叠光学元件的平行度为±1秒以下，而且，在多个层叠光学元件中，平行度的偏差减小。
与之相对，在比较例中得到的层叠光学元件的平行度为±1秒以上，且在多个层叠光学元件中，平行度的偏差增大。
2.3透光率的评价
对在各实施例、参考例及比较例中得到的层叠光学元件分别测定厚度方向的透光率(波长405nm)。透光率的测定是在使波长405nm、输出100mW的光在70℃环境下连续照射1000小时后进行的。而且，根据以下的评价基准来评价测得的透光率。
透光率评价标准
A：透光率为99.5％以上
B：透光率为99.0％以上且小于99.5％
C：透光率为98.0％以上且小于99.0％
D：透光率小于98.0％
表1中表示了所述透光率的评价结果
表1
自表1表明，通过各实施例及参考例得到的层叠光学元件的透光率为99％以上，透光性良好。另一方面，通过比较例得到的层叠光学元件在光透过开始后具有足够的透光性，但在经过1000小时后，透光率不足98％，透光性低下。
2.4外观评价
对于各实施例、参考例及比较例得到的层叠光学元件进行2.3的透光率评价后，根据以下的评价基准评价照射部的外观。
外观评价基准
A：在接合界面上看不到变色或气泡
B：在接合界面看到点状的变色或气泡极少
C：在接合界面看到很多点状变色或气泡
D：在接合界面看到很多层状的变色或气泡
外观的评价结果表示在表1中。
自表1表明，通过各实施例及参考例得到的层叠光学元件中，在接合界面上没有看到变色或气泡。另一方面，通过比较例得到的层叠光学元件，在进行了2.3的评价后，在光路部分看到变色。