彩色二向色性起偏振镜及其制造方法技术

为了生产全色二向色性的起偏振镜，必须生产具有几个吸收最大值的吸收频带。到目前为止生产的吸收频带仍总有简单的频带形式，它是由沉积在起偏振层内的非球形颗粒的形状确定的。通过短时加热嵌有未充分松弛的非球形银颗粒的层的局部层，只对在这个局部层里的轴比进行调节，通过在上下重叠的局部层调节出不同的轴比，可以产生出具有多个吸收最大值的吸收频带。通过把多个这样的吸收频带结合在一个像素形状的结构中就可以生产出全色性的起偏振镜。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及彩色的，主要是多色的，二向色性的起偏振镜及其制造方法。这种起偏振镜的色彩和偏振的效果是通过把二向色性的吸收剂一非球形颗粒，主要是金属颗粒，作为载体材料嵌在玻璃里实现的。本专利技术涉及载体材料里的颗粒的形状，吸收带的光谱位置和形状，以及它们的制造方法。本专利技术的使用领域是在可见的、紫外线的和近红外光谱范围内的起偏振镜，它优选具有横向不同地和有目的地调整的二向色性的吸收带。这类的起偏振镜适用于制造显示器。众所周知，在载体材料内的单一方向的非球形颗粒可以导致二向色性的吸收带。典型的例子是玻璃内的银颗粒，铜颗粒或金颗粒。例如在玻璃里的整齐的旋转椭球形的金属银颗粒导致在可见的，紫外线和近红外的光谱范围内的二向色性吸收带。在可见的光谱范围，二向色性的吸收产生一种依赖于偏振方向的彩色效果。对于银颗粒的情况，其特点是二向色性的特性是由一个单一吸收带引起的。可见光谱范围内的吸收带原理上可以处在可见光谱的不同位置上，由此可设置各种的彩色效果。吸收带的最大值在光谱内的位置，基本上是由颗粒的形状确定的。对于椭球形颗粒，吸收带的光谱位置是由颗粒的半轴比确定的。对此有许多建议，把这种效果用于特殊的用途。从DE29 27 230 C2“生产一种偏振的玻璃膜片的方法，生产出的玻璃膜片和这种膜片在液晶显示中的应用”中，人们熟悉了用于液晶显示的一种二向色性的起偏振镜的生产方法。开始点是有机体或无机体玻璃熔化，熔化中把针状体放进去，并从中拉拔出玻璃膜片。众所周知，在相分离含银卤化物的基础上生产高偏振的玻璃，在生产中通过退火产生大小合适的银卤化物颗粒(US 3,653,863)。接着再进行二个步骤首先把玻璃在上冷却温度和玻璃转换温度之间进行变形，挤压或轧制，使银卤化物颗粒转变成椭球形的形状，并同向排列。随后例如用UV-束照射玻璃。由此在银卤化物的表面沉淀出金属银。玻璃可以通过辐照在明亮的未偏振和浑浊的偏振之间调节。人们还熟悉，玻璃在上冷却点以下在还原大气下退火，以便在至少10μm厚的玻璃表面层里生产出延长的银颗粒(US 4,304,584)。在该文献中描述了生产一种混合结合的玻璃，把已偏振的和彩色的玻璃层结合起来和层压。众所周知，在变形前把含金属卤化物的玻璃与其它玻璃层压，以获得高偏心率的金属颗粒来实现的(US 4,486,213)。众所周知，UV-起偏振镜的生产是通过多次变换注入金属离子和退火在玻璃表面层形成金属颗粒(DE 198 29 970)。由此产生具有一定尺寸的球形颗粒。在玻璃随后的变形中，产生旋转的椭球形的颗粒，具有不同的尺寸，不同的半轴比。这些方法的共性是，在基体内产生亚微观的，一般是球形的杂质相一颗粒，它在随后的变形工艺中变形，统一按所要的方向排列。变形杂质相颗粒产生的二向色性的吸收带基本由该颗粒的形状确定。人们还知道，在邻近和超过玻璃转换温度加热衬底时，颗粒出现松弛并恢复到球形。由此改变了二向色性的吸收。根据它们加热的温度和保温时间可以使颗粒具有在开始状态和球形之间的任意的松弛等级。采用通常的保持若干小时的退火过程只能单色调整二向色性的起偏振镜到规定颜色。众所周知，通过采用原则上高于玻璃转换点的温度，金属粒子从一种半轴比转变成一种较小的尺寸所用的松弛时间缩短到微秒范围(DE 19642116)。用电子束使能量传递具有某种结构特征。因此此方法允许，在基体的不同横向范围内调节吸收带，由此获得具有不同的颜色效果。用这种方法也可以获得不同颜色的表面元素，横向尺寸到100μm以下。现有技术的原理缺陷是总是在由颗粒的形状确定的谱带的形状上确定所能实现的吸收带，银的情况是一个单色谱带。复杂的带形状是不能实现的。若通过混合红色，绿色，蓝色三种基本颜色实现颜色多样性，特别需要调节吸收光谱，这不能根据现有技术实现。为了在日光照射下获得三种基础颜色，必须每次强烈吸收其它二种不同的基础颜色。例如为了在日光照射下获得红色或者蓝色，需要宽的吸收带在蓝色和绿色或红色和绿色的光谱范围吸收。为了保持绿色，需要最大值在红色和蓝色光谱范围的二个吸收带。根据现有技术不存在这种可能性。若二向色性起偏振镜用于颜色显示，还需要把具有这类吸收带的小区域紧密地毗邻布置，使得观察者的生理能感受到基础颜色混合的效果。本专利技术的任务在于，创作一种多色的二向色性的起偏振镜，它在横方向上含有紧密毗邻排列的表面区域，例如条或像素，它们的吸收带的光谱位置不同，推荐在红色，绿色和蓝色里调节。本专利技术的任务还在于给出一种方法，能够在二向色性的起偏振镜玻璃里实现要求的吸收带。通过叠加不同的吸收带，几乎任意的吸收光谱都能实现。可以通过一个接一个地布置在不同光谱范围内具有吸收带的局部层实现叠加不同的吸收带。对于在非常小的表面上亦即例如像素结构上实现任意的吸收光谱，需要无视差性。为此，需要尽可能一个接一个地紧密布置局部层。根据本专利技术使紧密排列成为可能，即把吸收的层制成双层的，它们中的二层局部层具有不同的吸收频带。基于这个原理制成的彩色二向色性的起偏振镜优选由一种熟知的钠硅酸盐玻璃衬底组成，后者至少部分为双层结构，其内部含有非球形的金属颗粒，特别是银颗粒。在二层其中的一层内部的平均轴比不同于双层中两个局部层的另一局部层内的平均轴比。二个局部层是通过不同的吸收谱表征，银颗粒情况是通过不同的单色频带表征。由此从叠加双层的二个连续排列的局部层的不同光谱位置的吸收频带中产生吸收光谱。按照这种方法可以显示出彩色，它只允许通过多带的吸收光谱实现。若这样使用狭窄的毗邻的区域，使得建成不同的，优选多频带的吸收光谱，则可以把从不同的吸收光谱中产生的色彩混合起来。在一种多色的二向色性的起偏振镜的实施例中，用这种方法在双层的不同的横向区域内优选获得三种不同结果的吸收光谱，具体措施是每二种单一频带通过适当调节双层的局部层的横向区域的吸收而相互结合和相互重叠。这些横向区域被分组成规则的条或像素布置。每三条这种横向区域-它们通过适当调节双层的局部层的吸收频带在用白光照射时显示红色、绿色和蓝色-将被结合成为一种表面元素，它可以通过颜色的混合染上各自显示的颜色。在红色和蓝色条或像素中这样调节在双层中的二个局部层内的金属颗粒的半轴比，使它具有处在蓝色和绿色或在红色和绿色区域内的相邻的吸收频带，而在绿色区域里在双层中的局部层内的金属颗粒的轴比是这样调节的，使它在蓝色或在红色光谱区域吸收。由此在这些横向区域形成一个在红色和蓝色光谱区域具有二个分开的最大值的吸收光谱，所以只是光线的绿色组分可以通过衬底的这些横向区域。首先实现这种具有充分隔开的吸收最大值的吸收光谱和一个足够的光学密度，才有可能备齐所有三个添加的基本颜色，这是本专利技术二向色性的起偏振镜的全色性的前提。特别是，在各个吸收最大值区域内各局部层的光学密度≥1，能够使混合颜色实现高的饱和。生产二向色性的起偏振镜的方法的公知方式首先是在玻璃衬底、最好是钠-硅酸盐玻璃衬底上制造出一表面层，该表面层含有非球形金属颗粒，最好是银颗粒，颗粒具有足够大的轴比以满足密度的要求和排列有序。为此要求的主要工艺步骤相当于现有技术的离子交换，退火和变形。在确定的吸收频带上横向表面区域的调节是用已知的方法通过准绝热的加热表面区域实现的，加热的厚度至少要超过含有金属颗粒的表面层的厚度，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
彩色二向色性的起偏振镜，由一种玻璃衬底组成，在玻璃衬底的一表面层里镶嵌有排列有序的非圆球形的金属颗粒，其特征在于，至少在玻璃衬底的一个横向区域，表面层制成双层，它们的两个局部层含有的金属颗粒具有不同平均轴比，由此具有不同的吸收光谱的特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈斯贝尔格，沃尔夫格诺特德罗斯特，鲁茨高迪格，S潘策尔，R巴特尔，J丹哈德特，
申请(专利权)人：安德烈斯贝尔格，沃尔夫格诺特德罗斯特，
类型：发明
国别省市：DE[德国]