光学偏振玻璃及光学偏振玻璃的制造方法

申请号 CN200780048256.8 申请日 2007-12-05 公开(公告)号 CN101652333A 公开(公告)日 2010-02-17
申请人 宝来技术株式会社; 发明人 市村雅弘; 森本诏三; 金谷洋介;
摘要 本 发明 提供一种光学偏振玻璃的制造方法,包括:沉淀工序:在溶化了含有 金属离子 及卤离子的玻璃之后,使金属离子及卤离子分散后的玻璃内析出卤化金属粒子,制造玻璃压片;延伸工序:通过以规定 温度 加热延伸玻璃压片,制造包含卤化金属粒子被延伸后的延伸卤化金属粒子的玻璃片;还原工序:将在延伸工序中制造的玻璃片中的延伸卤化金属粒子还原成延伸金属粒子;在沉淀工序中制造的玻璃压片,相对被G 过滤器 透过的 波长 领域的光的雾度是0.3%至1.3%。
权利要求

1,一种光学偏振玻璃的制造方法,所述方法包括:
沉淀工序:在将含有金属离子及卤离子的玻璃溶化之后,使所述金属 离子及所述卤离子分散后的所述玻璃内析出卤化金属粒子后,制造玻璃压 片;
延伸工序:通过以规定温度将所述玻璃压片加热延伸,制造包含所述 卤化金属粒子被延伸后的延伸卤化金属粒子的玻璃片;
退火工序:将所述玻璃片加热到所述玻璃的转变点温度以下且变形点 温度以上的温度后,进行退火处理;
还原工序:将在所述退火工序中进行了退火处理后的所述玻璃片中的 所述延伸卤化金属粒子还原成延伸金属粒子;其中,
在所述沉淀工序中制造出的所述玻璃压片,相对被G过滤器透过的波 长领域的光的雾度是0.3%至1.3%。
2、根据权利要求1所述的光学偏振玻璃的制造方法,其特征在于,在 所述沉淀工序中析出的所述卤化金属粒子的粒径为10nm至30nm。
3、根据权利要求1或2所述的光学偏振玻璃的制造方法,其特征在于,
在所述沉淀工序中,在所述玻璃的屈伏点温度的上下30℃的范围内, 将所述玻璃至少保持2小时之后,在比所述玻璃的软化点温度低20℃到比 所述玻璃的软化点温度高30℃的温度中,将所述玻璃只保持5小时或以下 的特定时间。
4、根据权利要求1至3任一项所述的光学偏振玻璃的制造方法,其中,
在所述还原工序中,将所述玻璃片在比所述玻璃的玻璃转变点温度至 少低20℃的温度中只保持0.5小时至4小时之间的特定时间。
5、根据权利要求1至4任一项所述的光学偏振玻璃的制造方法,其特 征在于,在所述还原工序中,从所述玻璃片中的所述延伸卤化金属粒子还 原后的所述延伸金属粒子含有
6、一种光学偏振玻璃,是通过以下制造方法制造的光学偏振玻璃,所 述方法包括:
沉淀工序:在将含有金属离子及卤离子的玻璃溶化之后,使所述金属 离子及所述卤离子分散后的所述玻璃内析出卤化金属粒子后,制造玻璃压 片;
延伸工序:通过以规定温度将所述玻璃压片加热延伸,制造包含所述 卤化金属粒子被延伸后的延伸卤化金属粒子的玻璃片;
退火工序:将所述玻璃片加热到所述玻璃的转变点温度以下且变形点 温度以上的温度后,进行退火处理;
还原工序:将在所述退火工序中进行了退火处理后的所述玻璃片中的 所述延伸卤化金属粒子还原成延伸金属粒子;其中,
在所述沉淀工序中制成的所述玻璃压片,相对被G过滤器透过的波长 领域的光的雾度为0.3%至1.3%。
7、根据权利要求6记载的光学偏振玻璃,其特征在于,相对被G过滤 器透过的波长领域的光的雾度为1%至3%。

说明书全文

【技术领域】

发明,涉及光学偏振玻璃及其制造方法。本发明,特别涉及延伸了 含有卤化金属的玻璃压片的光学偏振玻璃及其制造方法。本申请,与下列 日本申请有关。关于许可通过文献的参照编入内容的指定国,根据参照将 下列申请记载的内容作为本申请的一部分编入本申请。

专利申请2006-350621申请日2006年12月26日

【背景技术】

把光变为直线偏振光的起偏振镜,被广泛地应用于以液晶电视,液晶 投影仪等的映像机器为首的光通信领域等。起偏振镜,包括,有机及无机 异种的吸收型起偏振镜、结晶系双折射起偏振镜、无机多层薄膜系起偏振 镜等,不过,上述映像机器,主要被使用的是有机吸收型起偏振镜。

有机吸收型起偏振镜,因为吸收无用的偏振光而使惑光减少,同时,因 为薄板状容易加工,因此,组装机器的设计自由度高。但是,耐光和耐热 性较低,特别是在光源输出大的影像机器中,透射率及对比度等的光学性 能的经时劣化成为问题。该问题的原因是,上述有机吸收型起偏振镜,吸 收了可见光的波长频带(在400nm~800nm,以下,简称「可视区域」)内的 区分绿色光的波长频带(在500nm~600nm,以下,简称「绿色区域」)内的 光的时候,该有机吸收型起偏振镜中包含的有机色产生光分解。

与此相反,光学偏振玻璃中具有代表性的无机吸收型起偏振镜,不易 产生象上述有机吸收型起偏振镜一样的起因于光吸收的光学性能的经时间 劣化,耐热性能也好,因此,有希望应用在上述映像机器中。作为在可视 区域中具有较良好的光学特性的无机吸收型起偏振镜,比如公知的有,如 专利文献1公开的玻璃制起偏振镜。

【专利文献1】特开平8-50205号公报

然而,也很难说上述专利文献1公开的玻璃制起偏振镜在可视区域中 的上述绿色区域内具有在实用上所要求的光学特性(譬如TE波的透射率为 75%以上及对比度1000∶1),于是,寻求获得在绿色区域具有良好光学特 性的无机吸收型起偏振镜。

所以,本发明以提供能够解决上述课题的「光学偏振玻璃及光学偏振 玻璃的制造方法」为目的。该目的通过权利要求书中的独立权利要求项所 记载的特征组合而成。另外,从属权利要求规定了本发明的更为有利的具 体例。

【发明内容】

根据本发明的第1形态,提供了光学偏振玻璃的制造方法,包括:在 将含有金属离子及卤离子的玻璃溶化之后,使金属离子及卤离子分散后的 玻璃内析出卤化金属粒子,制造玻璃压片的沉淀工序;通过以规定温度加 热延伸玻璃压片,制造包含卤化金属粒子被延伸后的延伸卤化金属粒子的 玻璃片的延伸工序;将上述在延伸工序中制造的玻璃片加热到转变点温度 以下且变形点温度以上的温度进行退火处理的退火工序;将在上述退火工 序中进行了退火处理后的上述玻璃片中的延伸卤化金属粒子还原成延伸金 属粒子的还原工序;在沉淀工序中制造的玻璃压片,相对被G过滤器透过 的波长领域的光的雾度是0.3%至1.3%。

同时,在上述沉淀工序中析出的卤化金属粒子的粒直径,优选10nm 到30nm。

同时,在上述沉淀工序中,在玻璃的屈伏点温度(译者注:Expar600 ℃)的上下30℃的范围内,至少将玻璃保持2小时,然后,在比玻璃的软 化点温度低20℃的温度到比玻璃的软化点温度高30℃的温度中,只保持5 小时以下的特定时间。

同时,在上述还原工序中,优选在比玻璃的玻璃转变点温度至少低20 ℃的温度中,将玻璃片只保持从0.5小时到4小时之间的特定时间。

同时,优选在上述还原工序中,从玻璃片中的延伸卤化金属粒子还原 后的延伸金属粒子含有

同时,根据本发明的第2形态,提供一种光学偏振玻璃,是通过包括 以下工序的制造方法制造的光学偏振玻璃:沉淀工序,在将含有金属离子 及卤离子的玻璃溶化之后,使金属离子及卤离子分散后的玻璃内析出卤化 金属粒子,制造玻璃压片;延伸工序,通过以规定温度加热延伸玻璃压片, 制造包含卤化金属粒子被延伸后的延伸卤化金属粒子的玻璃片;退火工序, 将在延伸工序中制造的玻璃片加热到玻璃转变点温度以下且变形点温度以 上的温度后进行退火处理;还原工序,将在上述退火工序中进行了退火处 理的上述玻璃片中的延伸卤化金属粒子还原成延伸金属粒子;在上述沉淀 工序中制造的玻璃压片,相对被G过滤器透过的波长领域的光的雾度为0.3 %至1.3%。

同时,上述光学偏振玻璃,优选相对被G过滤器透过的波长领域的光 的雾度是1%到3%。

另外,上述发明概要,并没有列举出本发明必要特征的全部,这些特征 群的辅助组合也能够成为本发明。

【发明效果】

由以上说明可见,根据本发明,通过在沉淀工序中,制造相对被G过滤 器透过的波长领域的光的雾度为0.3%至1.3%的玻璃压片,可以得到在可 视区域中具有良好光学特性的光学偏振玻璃。特别是,能够制造在绿色区 域(500nm~600nm)中,具有透射率在75%以上,以及对比度1000∶1的具 有优良光学特性的光学偏振玻璃。

附图说明】

图1表示在延伸工序中使用的延伸装置100的构成的概略图。

图2表示在延伸装置100中的拉伸装置40的构成的概略图。

图3表示当玻璃压片11在延伸工序中被延伸时,玻璃压片11里面的卤化 金属粒子30被延伸状态的概略图。

图4表示可视区域的光(非偏振光)透过各种雾度不同的玻璃压片11时的波 长频带和透射率的关系图表。

图5表示玻璃压片11的雾度和用该玻璃压片11制造的光学偏振玻璃的对 比度关系的图表。

图6表示玻璃压片11的雾度和该玻璃压片11中包含的卤化金属粒子30 的平均粒直径的关系的图表。

图7表示玻璃压片11的雾度和用该玻璃压片11制造的光学偏振玻璃在延 伸工序中被施加拉伸应的关系的图表。

图8表示由实施例1得到的光学偏振玻璃的透射率特性。

图9表示由比较例1得到的光学偏振玻璃的透射率特性。

图10表示由较例2得到的光学偏振玻璃的透射率特性。

图11表示由比较例3得到的光学偏振玻璃的透射率特性。

图12表示对G过滤器的波长的透射率特性的一个例子。

【附图标记】

11玻璃压片,13延伸部,15玻璃夹具,17电炉,19玻璃片,20主 加热器,22、24、26辅助加热器,28侧面加热器,30卤化金属粒子,32 延伸卤化金属粒子,40拉伸装置,100延伸装置,42辊,43从动轴,44 辊,45从动轴,46驱动轴,47电动机

【具体实施方式】

以下,通过发明的实施方式说明本发明,但权利要求所涉及的发明并不 限定于以下实施方式,并且,在实施方式中所说明的特征组合也并非全部 都是实现发明所必须的。

本实施方式涉及的光学偏振玻璃的制造方法(以下,简称「本制法」) 包括:准备工序:准备至少含金属离子及卤离子的母材玻璃;沉淀工序: 使金属离子及卤离子分散后的母材玻璃内析出卤化金属粒子,制作玻璃压 片;延伸工序,通过以规定的温度,加热延伸在沉淀工序中制造出的玻璃 压片,制造包含卤化金属粒子被延伸后的延伸卤化金属粒子的玻璃片;退 火工序:将在延伸工序中制造的玻璃片加热到玻璃的转变点温度以下且在 变形点温度以上的温度后进行退火处理;以及还原工序:对在退火工序中 进行了退火处理的玻璃片内的延伸卤化金属粒子做还原处理,并还原成延 伸金属粒子。

在准备工序中,譬如,将玻璃原料和卤化金属原料溶融混合之后固化 制成母材玻璃。这种情况下,作为玻璃原料,比如将玻璃(アルミ ノホウケイ酸ガラス)作为卤化金属原料,最好使用例如氯化银(AgCl),溴化 银(AgBr)以及碘化银(AgI)等的银的卤化物。

同时,在上述准备工序中,可以通过将玻璃原料包含的钠与其他的金 属离子进行离子交换,注入该金属离子,生成母材玻璃。把母材玻璃浸渍 在溶融盐中的方法是离子交换的一个例子。浸渍所使用的盐,其中的一个 例子比如是含有注入的金属离子的恰当混合的盐。例如注入银离子的时候, 优选采用硝酸银和金属硝酸盐的混合物等。同时,离子交换的其他例子, 是将注入的金属蒸在母材玻璃上,对这个蒸镀膜施加电压进行离子交换 的方法。

在沉淀工序,当将含有金属离子及卤离子的母材玻璃溶化之后,让分 散在母材玻璃内的金属离子及卤离子以规定的粒直径析出,制造玻璃压片。 具体来说,首先,将分散含有上述金属离子及卤离子的母材玻璃溶化之后, 将该溶化的母材玻璃做成板状或状。此后,加热其成形后的玻璃,使之 析出卤化金属粒子。在该析出中,在玻璃的屈伏点温度上下30℃的范围内, 至少保持2小时之后,在比玻璃的软化点温度低20℃的温度到比玻璃的软 化点温度高30℃的温度中,仅保持5小时以下的特定时间。通过该加热, 在上述成形的玻璃内析出卤化金属粒子。在这里,析出的卤化金属粒子析 出的卤化金属粒子,譬如,可以考虑是AgCl,AgBr或AgClBr的混晶。接 下来,将加热后的玻璃切割成长条诗笺形状,制造玻璃压片。

在延伸工序中,加热延伸在上述沉淀工序中卤化金属粒子在其内部析 出后的玻璃压片。图1是表示延伸工序使用的延伸装置100构成的概略图。 图2是表示延伸装置100中的拉伸装置40构成的概略图。另外,图3是表 示当玻璃压片11在延伸工序中被延伸时,玻璃压片11内的卤化金属粒子 30被延伸的状态的概略图。

如图1所示,延伸装置100包括:电炉17、被设置在电炉17内部且 用于固定玻璃压片11长度方向的一端的玻璃夹具15、同样设置在电炉17 内部的主要加热器20、辅助加热器22、24、26、侧面加热器28、以及与 玻璃压片11长度方向有关的设置在上述的各种加热器下方的拉伸装置40。 延伸工序中,首先,通过主要加热器20、辅助加热器22、24、26以及侧 面加热器28对玻璃压片11进行加热。其次,加热的同时,一边使固定玻 璃压片11长度方向的一端的玻璃夹具15向拉伸装置40一侧慢慢地移动, 一边用拉伸装置40将玻璃压片11的另一端向长度方向拉伸。以此,玻璃 压片11在拉伸方向被施加应力而被拉长。

在延伸工序中进行的上述加热是利用下述加热器对玻璃压片11进行 加热,从其产生宽度方向收缩的延伸部13中的长条诗笺形状的正面加热延 伸部13的宽度方向中心附近的主要加热器20、从延伸部13中的长条诗笺 形状侧方加热延伸部13侧面的侧面加热器28以及在主要加热器20的上方 且以规定间隔设置的辅助加热器22,24和26。

主要加热器20、和辅助加热器22,24、26比玻璃压片11稍稍宽些。 同时,分别独立地控制主要加热器20,辅助加热器22、24、26以及侧面 加热器28的输出,将玻璃压片11及玻璃压片11中包含的卤化金属粒子 30加热至可以良好延伸的温度范围。辅助加热器22、24、以及26,阶段 性地加热延伸部13的上方。

如图2所示,拉伸装置40具有夹住玻璃片19表里面的一对辊42和辊 44,与这些对辊42、44各成一体旋转的从动轴43和45,使这些从动轴43、 45机械地同步旋转的驱动轴46以及,给予这个驱动轴46旋转驱动力的电 动机47。在从动轴43、45上形成螺距相等的扭转齿轮,在驱动轴46上形 成有齿轮,所述齿轮与从动轴43,45上形成的扭转齿轮分别互相咬合。

根据上述延伸工序,如图3所示,玻璃压片11及其内部包含的卤化金 属粒子30被拉长,制造内部含有被延伸的延伸卤化金属粒子32的玻璃片 19。另外,利用上述延伸工序制造的玻璃片19的厚度的误差,可通过将延 伸应力等条件设定到最佳而平稳化,譬如在±50μm以下就可以实现平稳 化。这种方法,因为能省略后面讲述的对经过退火处理工序的玻璃片19 进行研磨的研磨工序,所以,与需要研磨工序相比,可大幅度地降低成本。

在退火处理工序,将通过上述延伸工序制造的玻璃片19放在玻璃转变 点温度以下且在变形点温度以上的温度中进行加热后再冷却。在这里,退 火工序,包含以缓和由于热处理和切削加工等使个体材料内部构造上产生 的残留应力为目的加热及冷却的操作、所谓退火。在本实施方式中,退火 工序包含把除去上述玻璃片19内部的残留应变为目的加热及冷却的操作。

在退火处理工序中,上述玻璃片19热物性及玻璃片19里包含的延伸 卤化金属粒子32的熔点,接近玻璃片19的变形点温度。因而,可以认为 在玻璃片19的转变点温度以下且在变形点温度以上的温度区域中,玻璃片 19中的延伸卤化金属粒子32正在溶化。然而,玻璃片19本身维持着刚性 状态,即使延伸卤化金属粒子32是溶化状态,也能保持着根据周围的玻璃 相被延伸的形状。

假设,将热玻璃片19加热到大于或等于转变点温度的话,则玻璃变成 粘弹性状态,玻璃片19里面的延伸卤化金属粒子32再次球状化,纵横尺 寸比降低。因而,将难以得到消光比低下等光学偏振玻璃所希望的光学的 特性。另一方面,如果将玻璃片19只加热到变形点温度以下为止,将难以 除去玻璃片19内部的残留应变。

在本实施方式的退火工序中,在退火炉内将玻璃片19加热到玻璃转变 点温度以下,且变形点温度以上的温度后,保持大概2小时,此后,以每 分小于等于1℃的步调使其慢慢地降温到比变形点温度还低的温度之后, 在炉内自然地放冷。

还原工序中,通过将经过上述退火工序的玻璃片19内部的延伸卤化金 属粒子32得至少一部分还原处理,还原成延伸金属粒子,而赋予玻璃片 19以偏振光特性,而作为光学偏振玻璃。具体来说,譬如,通过在氢气体 环境的还原炉内载置玻璃片19并加热,从而将从玻璃片19表面到希望的 厚度所包含的延伸卤化金属粒子32内的金属离子还原。该厚度可以由根据 还原温度(还原炉内的气体温度)或根据还原时间来进行控制。

经过上述还原工序制造的光学偏振玻璃,在内部含有如上所述的延伸 卤化金属粒子32被还原后的延伸金属粒子。该延伸金属粒子,形状是椭圆 体的金属粒子,分散及定向包含在光学偏振玻璃内部。这个延伸金属粒子 的金属的特性及形状,给光学偏振玻璃的偏振光特性带来很大的影响。以 下,围绕金属的光学特性与含有此金属的光学偏振玻璃的偏振光特性的关 系加以说明。

光学偏振玻璃是利用玻璃内部或表面分散及定向的金属的二色性。二色 性具有与相对持有入射光学偏振玻璃的一个光轴的直线偏振光的光谱吸收 系数和与其直线偏振光正交的直线偏振光的光谱吸收系数不同的性质,根 据金属的种类不同,各自的光谱吸收系数的差不同。因此,对偏振光轴正 交的二个直线偏振光的其中一方的直线偏振光吸收很少,对另外一方的直 线偏振光吸收较多的金属适合用于光学偏振玻璃。这里,金属的等离子共 鸣吸收对于吸收较多做出了很大的贡献。即,在显示等离子共鸣吸收的能 源中,入射的光大部分被金属吸收,所以当对特定的金属被分散及定向后 的光学偏振玻璃入射其金属显示等离子共鸣吸收的波长的光时,其光的透 射率变低。

可以认为,这样的等离子共鸣吸收,是由于在金属内产生带间变迁引 起的。同时,不管金属的形状是球还是椭圆体都产生等离子共鸣吸收。同 时,关于表示等离子共鸣吸收的波长,当金属的形状为球的时候,TE波及 TM波没有区别地是特定的波长。与此相反,当金属的形状为椭圆体的时候, TE波和TM波不同。在这里,TE波(S波),是相对椭圆体的金属的长轴垂 直电场振荡的波,TM波(P波),是相对椭圆体的金属的长轴平行电场振荡 的波。

另外,金属的形状为椭圆体的时候,表示TM波的等离子共鸣吸收的波 长,该椭圆体的长轴和短轴之比的纵横尺寸比(长轴/短轴)变大,即,伴随 金属粒子变得细长,而向长波长一侧移动。与此相反,表示TE波的等离子 共鸣吸收的波长,伴随纵横尺寸比变大,从纵横尺寸比为1时的显示等离 子共鸣吸收的波长,虽然仅仅移动到短波长一侧,但是大体上为固定。因 而,在金属为球状的时候不显示二色性,为椭圆体形状的时候显示二色性。

比如,当上述金属是银的时候,即,在作为上述延伸金属粒子的椭圆 体形状银粒子分散及定向的光学偏振玻璃中,TM波在自380nm的长波长一 侧的可视区域内显示等离子共鸣吸收而透射率变低。另外,TE波在380nm 附近显示等离子共鸣吸收而透射率变低,同时,可视区域中的特别是比绿 色区域更靠近长波长一侧的透射率变高。

与此相反,当上述金属是的时候,即,在作为上述延伸金属粒子的椭 圆体形状铜粒子分散及定向的光学偏振玻璃中,TM波在自570nm的长波长 侧的可视区域内显示等离子共鸣吸收而透射率变低。另外,TE波在上述绿 色区域的570nm附近显示等离子共鸣吸收而透射率变低。

根据以上,将银分散及定向后的光学偏振玻璃与将铜分散及定向之后 的光学偏振玻璃相比较,在可视区域中的尤其比绿色区域更靠近长波长一 侧,作为TE波和TM波的透射率之比的对比度变高。因此,在本实施方式 的光学偏振玻璃的制造方法中,优选使在准备工序准备的母材玻璃中的银 离子分散,据此,可让通过上述制造方法制造的光学偏振玻璃中分散及定 向作为延伸金属粒子的椭圆体形状的银的粒子。

图4表示各种不同haze(有时又被称作ヘイズ或雾度)的玻璃压片11, 透过可视区域的非偏振光时的波长频带与透射率的关系的图表。图5,表 示玻璃压片11的雾度(haze),和由该玻璃压片11制造的光学偏振玻璃的 对比度的关系的图表。另外,为了得到图4及图5所表现的关系而使用的 玻璃压片11,是经过本实施方式的制造方法中到上述沉淀工序为止的各工 序制造出的,其厚度是2mm。在这里,玻璃压片11的雾度值,是以百分率 表现散乱光通量占透过玻璃压片11的光的全透过光通量的比例。在本实施 方式中,因为着眼于光学偏振玻璃的可见光的波长领域的状态,所以,举 个例子来说,测量了关于绿色波长领域的光的上述百分率。更具体而言, 在本实施方式中,玻璃压片11的雾度值是通过对玻璃压片11照射来自卤 油灯的光,用G过滤器过滤透过了该玻璃压片11的光,并用受光器接受光 而测量出来的。在这里,卤油灯照射从包含可见光的波长领域的360nm至 3000nm左右的波长领域的非偏振光。同时,如图12给出的例子一样,G 过滤器,是在绿色光的波长领域,即,从520nm到590nm的领域具有最大 透射率的过滤器。同时,图5所示的光学偏振玻璃的对比度,是相对中心 波长是绿色区域的可视区域的光(TE波及TM波)的对比度。

如图4所示,玻璃压片11,雾度越小在可视区域的透射率变得越高。 虽然,在经过延伸工序及还原工序等制造玻璃压片11的光学偏振玻璃中, 与对比度相关的TE波的透射率是重要的,但其光学偏振玻璃的TE波的透射 率是众所周知的具有与玻璃压片11的上述透射率正相关。同时,由于玻璃 压片11和光学偏振玻璃的厚度的不同,以及内部所包含的金属粒子的形状 差异等原因,在可视区域内玻璃压片11的上述透射率,比光学偏振玻璃的 TE波的透射率低10%~30%。根据以上情况,为了用本实施方式的制造方 法制造至少TE波的透射率在绿色区域中为75%以上的光学偏振玻璃,优 选在上述沉淀工序中制造上述透射率为60~70%以上的玻璃压片11。因 此,在沉淀工序,制造雾度大概为1.5%以下的玻璃压片11。

同时,如图5所示,玻璃压片11雾度越小,由该玻璃压片11制造的 光学偏振玻璃的对比度变得越高,特别是如果玻璃压片11的雾度变得大致 比2%都小的话,上述光学偏振玻璃的对比度将急剧地变高。同时,在光 学偏振玻璃的绿色区域内的对比度变成1000∶1以上的玻璃压片11的雾度, 大概是1.3%以下。根据以上情况,为了制造在绿色区域中TE波的透射率 是75%以上,且,对比度为1000∶1以上的光学偏振玻璃,优选在上述沉 淀工序中制造雾度大概在1.3%以下的玻璃压片11。

另外,在上述沉淀工序,使如上所述的母材玻璃内析出卤化金属粒子 30,但该卤化金属粒子30的析出,分为卤化金属粒子30的核生成和核增长 两个阶段。即,上述沉淀工序,首先,为了使母材玻璃内生成卤化金属粒 子30的核,而加热到指定温度(核生成温度)并只保持规定时间之后,为了 使母材玻璃内生成的卤化金属粒子30的核增长,而加热到指定温度(核增 长温度)并只保持规定时间。这些核生成及核增长各自的温度及时间条件, 对析出的卤化金属粒子30的数量和粒直径有很大的影响。在本实施方式的 制造方法中,优选上述核生成温度在母材玻璃的屈伏点温度的上下30℃范 围内,在该范围的温度中至少保持2小时,从而可使母材玻璃内高效地生 成卤化金属粒子30。

另外,上述核增长温度,因为在高于等于母材玻璃的软化点温度时核 的增长速度快,因而优选。不过,核增长温度上升的同时玻璃压片11的雾 度急剧变高,因此有时其雾度超过所需要的程度。此外,如果核增长温度 大幅度低于母材玻璃的软化点温度的话,则核的增长所需时间增加,所以 在制造上不为优选。根据以上情况,优选在比母材玻璃的软化点温度低20 ℃到比起母材玻璃的软化点温度高30℃的温度范围下,在小于等于5小时 的范围内保持一定的时间。

如果核生成和核增长的温度和时间在上述范围内,那么,在上述沉淀 工序中,能够不断地析出更多的卤化金属粒子30,从而制造雾度大概在1.3 %以下的玻璃压片11。

图6表示玻璃压片11的雾度与该玻璃压片11中包含的卤化金属粒子 30的平均粒直径的关系的图表。另外,图7表示玻璃压片11的雾度与用 该玻璃压片11制造的光学偏振玻璃在延伸工序中被施加拉伸应力的关系 的图表。此外,在图7所示的图表中的纵轴的应力,是在延伸工序中对玻 璃压片11施加的拉伸应力,以使表示光学偏振玻璃中的TM波的等离子共 鸣吸收的波长的中心变为550nm。

如图6所示,雾度在15%以下的关系不明,不过,随着雾度变小, 玻璃压片11中包含的卤化金属粒子30平均粒直径也变小。另外,在图6 中,通过延长雾度在15%以上的图表,预测雾度在15%以下的关系的话, 则如上所述的雾度大概为1.3%以下的玻璃压片11中包含的卤化金属粒子 30平均粒直径大概是25nm以下。

另外,如图7所示,随着雾度变小,在光学偏振玻璃应该具有上述特 性的延伸工序中对玻璃压片11施加的拉伸应力变大,当雾度大概是0.3% 的时候,上述拉伸应力为大概570kg/cm2。作为在上述沉淀工序中被制造的 玻璃压片11,如果用700kg/cm2以上的拉伸应力延伸的话,则碎断的概率 非常高,因此,如果考虑被制造的光学偏振玻璃的成品率的话,作为在上 述延伸工序中施加给玻璃压片11的拉伸应力,可考虑实用的上限约为 600kg/cm2。

另一方,如图7所示,随着雾度变大,在延伸工序中施加给玻璃压片 11的拉伸应力变小,当雾度大概是1.3%的时候,上述拉伸应力为大概 300kg/cm2。根据以上情况,为了制造在绿色区域中TE波的透射率是75% 以上,且,对比度为1000∶1以上的光学偏振玻璃,优选在上述沉淀工序中 制造雾度大概为0.3%到1.3%的玻璃压片11,在上述延伸工序中,将该 玻璃压片11用与其雾度相对应的大概300kg/cm2到600kg/cm2的拉伸应力 进行延伸。

表1概略表示了在上述还原工序中的还原状态对光学偏振玻璃中的TE 波的透射率、对比度、及TM波的表示等离子共鸣吸收的频带宽度的影响。

【表1】

还原状态 透射率 对比度 频带宽度 强还原 非常低 高 稍宽 弱还原 高 稍低 稍窄

在表1中,所谓的「强还原」的意思是指还原温度高,还原时间长, 所谓「弱还原」,与上述「强还原」相反,意思是还原温度低且还原时间短。 如表1所示,在上述还原工序中,对玻璃片19施给强还原的话,透射率将 变得非常低,因此不为优选。因此,为了使光学偏振玻璃在可视区域显示 优良的偏振光特性,在上述还原工序中对玻璃片19连续施给弱还原,在该 还原中选择对比度及频带宽度变成良好的温度及时间。在这里,还原时的 温度比玻璃片19的玻璃转变点温度高时,通过在玻璃片19内把被还原了 的延伸金属粒子再球状化,使对比度变低的同时上述频带宽度也变窄。

因此,还原处理时的温度,优选比玻璃片19的玻璃转变点温度低,具 体而言,优选比玻璃片19的玻璃转变点温度至少低20℃的温度。通过以 上述温度及时间还原处理玻璃片19,在还原处理中玻璃片19内的延伸金 属粒子不再球状化,而玻璃片19内的延伸卤化金属粒子能够迅速进行还 原。另外,如果还原处理的时间太短,光学偏振玻璃的对比度变低,但如果 还原处理时间太长,则对比度也会从某值微增。因此,优选上述还原处理 的时间是0.5小时~4小时之间,更优选是2小时~3小时。如果从上述范 围组合选择在上述还原工序中的还原处理的温度和时间,则可获得透射率 高,对比度也高,且频带宽度宽,光学特性优良的光学偏振玻璃。

本实施方式的光学偏振玻璃的制造方法,从准备工序到还原工序的各 工序中组合上述条件加以实施,以此,能够制造出500nm~800nm的波长频 带中透射率在75%以上,对比度在1000∶1以上,其频带宽度至少为100nm 的光学偏振玻璃。并且,在上述准备工序中溶融的玻璃,因为在可视区域 中显示出光致变色特性,透射率表现出稍稍降低的倾向。但在上述还原工 序中,通过将延伸卤化金属粒子32的大半还原成延伸金属粒子,能使其不 易显示出光致变色特性。根据以上方法,能够制造出在可视区域中具有良 好光学特性的光学偏振玻璃。

但是,调查了透过通过上述制造方法制造出的光学偏振玻璃和在制造 其光学偏振玻璃时得到的玻璃压片11的绿色区域的非偏振光时的雾度的 关系,结果,玻璃压片11的雾度是1.3%的时候,由该玻璃压片11得到 的光学偏振玻璃的雾度大概是2%。同时,玻璃压片11的雾度是0.6%的 时候,由该玻璃压片11得到的光学偏振玻璃的雾度大概是1%。

在这里,要想制造如上所述的在绿色区域中TE波的透射率是75%以上, 且,对比度为1000∶1以上的光学偏振玻璃,优选制造在沉淀工序中雾度大 概为从0.3%到1.3%的玻璃压片11。因此,作为由该玻璃压片11得到的 光学偏振玻璃的特性,可考虑个体差,优选上述雾度大概是1%到3%。同 时,更优选上述雾度大概是1%到2%。

以下,给出对上述光学偏振玻璃的制造方法的效果进行确认后的实施 例及现有制造方法的比较例。

【实施例1】

以重量%,把具有Li2O:1.8wt%、Na2O:5.5wt%、K2O:5.7wt%、B2O3:18.2wt%、 Al2O3:6.2wt%、SiO2:56.3wt%、Ag:0.24wt%、Cl:0.16wt%、Br:0.16wt%、 CuO:0.01wt%、ZrO2:5.0wt%、TiO2:2.3wt%的玻璃原料放入白金坩埚,在约 1350℃下进行了预熔融。将在预熔融中得到的玻璃砸碎成糖果大小,作为 碎玻璃,再次放入白金坩埚,并以约1450℃的温度进行正式熔融,灌入石 墨模后成形,放入慢冷炉,进行退火之后,取出作为母材玻璃。另外,母 材玻璃的转变点温度约520℃,屈伏点温度约605℃,软化点温度是约700 ℃。其次,卤化银粒子的熔点约450℃。

其次,在沉淀工序中,以620℃用3小时使母材玻璃生成核之后,以 690℃用2小时使核增长。得到的玻璃的雾度是0.8%。并且,热处理后的 母材玻璃成形为70×250×3mm(宽度×长度×厚度)的实验用压片,然后进 行延伸工序。在延伸工序中将压片放入电炉内,加热到玻璃的粘度从约 1×1010变成为1×1011泊(poise)的状态。以该状态,设定压片的输送速 度是1.5mm/分,用机械地同步旋转的2个辊夹住被延伸的压片,一边施加 约500kg/cm2的应力,以35mm/分的拉伸速度延伸压片制造玻璃片。将该玻 璃片用480℃温度退火2小时之后,切断并放置在含氢气体的环境中,在 470℃下进行2.5小时的还原工序。以此,获得宽度约18mm,厚度约0.7mm 的光学偏振玻璃。测量该光学偏振玻璃的透射率特性,如图8所示,表示 TM波的等离子共鸣吸收的波长中心(CWL)约570nm。同时,500nm~600nm 的波长频带的透射率是74%~85%(平均80%),对比度(TE波(S波)∶TM 波(P波))是5000∶1,频宽宽度约300nm。并且,在使用了超高压银油灯 的耐光性试验(UHP试验)中,测量了对该光学偏振玻璃24小时连续照射了 波长频带500nm~600nm,光束量3700流明的光之后的透射率特性,结果 未发现光致变色特有的吸收的增加,且透射率、对比度均与实验前相同。

<比较例1>

用620℃的温度经过1小时使上述实施例1使用的母材玻璃生成核之 后,在690℃下核增长的条件下进行4小时热处理。得到的玻璃的雾度是 1.4%。并且,成形为与上述实施例1同样的实验用压片,为使CWL约在 550nm处,用330kg/cm2应力进行延伸工序之后,以上述实施例1同样的条 件进行退火和还原工序,获得宽度约18mm,厚度约0.7mm的光学偏振玻璃。 测量该光学偏振玻璃的透射率特性,结果如图9所示,CWL约处于550nm, 其频带宽度约180nm。但是,在500nm~600nm的透射率和对比度(TE波(S 波)∶TM波(P波)),分别为56%~84%(平均70%)及900∶1以下,均比根 据上述实施例1得到的光学偏振玻璃低。

<比较例2>

以620℃经过3小时使在上述实施例1使用的母材玻璃生成核,之后, 在720℃下核增长的条件下进行4小时热处理。得到的玻璃的雾度是7%。 并且,成形为与上述实施例1同样的实验用压片,施加约500kg/cm2的应 力进行延伸工序之后,在上述实施例1同样的条件下进行退火与还原工序, 得到宽度约18mm,厚度约0.7mm的光学偏振玻璃。测量该光学偏振玻璃的 透射率特性,结果如图10所示,CWL处于1415nm,其频带宽度约450nm。 但是,在500nm~600nm的透射率和对比度(TE波(S波)∶TM波(P波))受 CWL处在1415nm上的影响,分别是68%~83%(平均77%)和5∶1以下。

<比较例3>

在与上述比较例2同样的条件下,对上述实施例1使用的母材玻璃实 施沉淀工序,成形成与上述实施例1同样的实验用压片,为使CWL约在 550nm处,而施加120kg/cm2的应力进行延伸工序之后,以上述实施例1同 样的条件进行退火与还原工序,得到宽度约18mm,厚度约0.7mm的光学偏 振玻璃。测量该光学偏振玻璃的透射率特性,结果如图11所示,CWL约在 550nm处,其频带宽度约是80nm。在500nm~600nm范围内的透射率是49 %~77%(平均65%),因为透射率很低且500nm~600nm的一部分从表示 TM波的等离子共鸣吸收的波长频带脱离,所以,对比度(TE波(S波)∶TM 波(P波))为600∶1以下。

以上,通过发明的实施方式说明本发明,但本发明的技术范围不受上述 实施方式记载的范围所限制,本领域专业人员明白,对上述实施例能够加 以多种多样的改良或变更。根据权利要求的记载可以明确,实施了该变更 或改良的实施方式也可以包含在本发明的技术范围之内。

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