玻璃偏振器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种玻璃偏振器及其制造方法，该玻璃偏振器以含有氯化银的玻璃为初始材料，具有适用于包含蓝色的可见光区域的光的透射率以及消光比。为了制造上述玻璃偏振器，本发明专利技术为了制造玻璃偏振器，特征在于，还原通过热处理而分散析出卤化银粒子的硼硅酸玻璃，并在利用至少一部分的卤化银生成金属银粒子之后，通过进行加热延伸处理，在玻璃中生成取向、伸长的金属银粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别涉及对于包含可见光 的波长区域的光具有工业上可以利用的偏振特性的玻璃偏振器及其 制造方法。进而涉及使用了对于包含可见光的波长区域的光具有工业 上可以利用的偏振特性的玻璃偏振器的液晶显示装置。
技术介绍
偏振器(偏振元件)具有使拥有规定的偏振面的光选择性地通过 的功能，被广泛应用于各种光学系统。作为偏振器重要的利用领域， 有光通信用设备以及包括投射型液晶显示器的液晶显示器。本专利技术是 可以应用于在广泛的领域中的偏振器的技术。本专利技术的偏振器由于特 别在可见光区域中呈现特征特性，所以以下以在投射型液晶显示装置 中的应用为中心进行说明。近年来，作为显示大型画面的影像显示装置，广泛利用投射型液 晶显示装置。背投射型液晶显示装置主要被用作大型电视机，前投射 型液晶显示装置主要被用作个人电脑数据的显示。投射型液晶显示装置具有利用投射光学系统将小的液晶元件上的图像放大投影到大画 面上的结构。例如在非专利文献1 (大画面显示器)中示出技术性的 详细说明。图1示出代表性的投射型液晶显示装置的结构图。光源4的光由 光学部件5~16分离成蓝(B)、绿(G)以及红(R)的成分。所分 离出的光被分别导入所对应的液晶元件2B、 2G以及2R。各液晶显示 元件2R、 2G以及2B在入射侧具备入射侧偏振器1R、 1G以及1B， 在射出側具备射出侧偏振器3R、 3G以及3B。与红、绿以及蓝对应的 由入射侧偏振器以及射出侧偏振器构成的一组偏振器具有使通过了4液晶元件的规定的偏振方向的光选择性地通过的功能。根据该功能，通过了液晶元件2R、 2G以及2B的三原色的光成为被光强度调制了 的图像信号。这些三原色光在合成棱镜17被进一步进行光合成，进 而通过放大投射透镜系统18投影到屏幕19上。偏振元件中所要求的偏振特性是指使具有希望的偏振面的光信 号透射，而阻止具有与其正交的偏振面的无用光信号的性质。即，是 指具有对于具有希望的偏振面的光呈现大的透射率，而对于具有与其 正交的偏振面的光呈现小的透射率的特性。这些透射率之比被称为消光比，由本领域技术人员广泛用作表现 偏振器的性能的性能指标。投射型液晶显示装置中应用的偏振器所要求的性能为对光信号具有大的透射率和大的消光比。在投射型液晶显 示装置的情况下，偏振器所要求的性能优选为对于所使用的波长的光 具有大于等于70%的透射率和10:1更优选为3000:1的消光比(专利 文献l)。另外，偏振器所要求的透射率以及消光比的值是依赖于应 用偏振器的装置来决定的。社会上对投射型液晶显示装置的要求在于，通过更小型的装置来 实现更大且更清晰的图像。为了实现该要求，应用更大光量的光源以 及利用更小面积的液晶元件成为最近的技术趋势。其结果，不仅是液 晶元件，而且对设置在其前后的偏振器也导入能量密度高的光。对于 具有吸收无用光的功能的偏振器来说，特别要求具有高的耐热性和耐 光性。在偏振器中，按照其原理，有依赖于偏振面而选择性地吸收光的 二向色性偏振器以及非二向色性偏振器(Brewster型偏振器等)(参 照专利文献2) 。 二向色性偏振器由于元件薄且不需要吸收无用光的 特别的装置，所以特别适用于要求小型化的投射型液晶显示装置。当前，在可见光区域中实现实用的光学性能的二向色性偏振元件 仅有包含有机材料的偏振膜。但是，有机树脂制的偏振器具有耐热性 低这样的决定性缺点(参照专利文献l)。为了克服该缺点，通过在热传导率高的蓝宝石基板上粘贴有机树5脂制的偏振膜来使用(专利文献3)。但是，与热传导率优良的蓝宝 石粘在一起的偏振器也无法满足近年来的高亮度化的技术性要求、即 无法满足防止由于亮度最高的绿区域中的光吸收及发热而导致偏振 功能劣化这样的要求。因此，为了保护有机树脂膜免受热影响而在投 射型液晶显示装置中设置包括冷却用风扇的冷却装置。冷却装置不仅 违背小型化这样的社会性需求，而且还出现噪音这样的其他问题。作为解决该技术课题的方法，提出了在投射型液晶显示装置中应 用适用于光通信用的元件的偏振玻璃的想法(专利文献1)。但是， 在专利文献1公开的专利技术中，未公开用于对玻璃偏振元件赋予对于可 见光区域的光有效的特性的技术。此处，对偏振玻璃的技术背景进行简单说明。如图2的示意性所 示，偏振玻璃的特征在于，在光学透明的玻璃基体100中包括取向分 散的具有形状各向异性的金属微粒子102。利用存在于金属微粒子102 的表面上的表面等离子体(surface plasmon )的各向异性的共振吸收 现象来实现偏振特性(参照专利文献4、非专利文献2)。图3示出由专利文献4引用的金属微粒子的表面等离子体共振吸 收特性。图3示出使具有偏振性的光透射分散有图2所示的金属微粒 子的玻璃时，依赖于偏振面的光吸收率的波长依赖性(实线)。在图 2中示出金属微粒子具有形状各向异性的情况，但作为其特殊的例子 还有不具有形状各向异性的球状的金属微粒子的情况。在图3中，将球状的金属微粒子的表面等离子体吸收表示成基准状态(虚线)。图3的虚线A对应于由球状的金属微粒子实现的表面等离子体共振吸收。具有形状各向异性的金属微粒子的共振吸收根据入射光的 偏振面与具有形状各向异性的金属微粒子的相互关系而呈现不同的特性。在偏振面与金属微粒子的长度方向平行的情况下，呈现用实线 B所示的特性。可知与特性A相比，共振吸收的波长向更长的波长移 动。另外，该共振吸收波长依赖于金属微粒子的长径与短径之比，该 比越大，共振吸收波长越大(参照非专利文献2)。另一方面，对于 具有与长度方向正交的偏振面的光呈现用实线C表示的性质。即，对于比球状金属微粒子的共振波长更短的波长的光呈现共振吸收。从图3的曲线可知，该玻璃对600nm附近的光呈现偏振特性。 即，具有与金属粒子的长度方向平行的偏振面的光由于强吸收而具有 小的透射率。另一方面，对于具有与金属粒子的长度方向正交的偏振 面的光的吸收弱，因此呈现比较大的透射率。如图2所示，通过使具 有与金属微粒子的长度方向正交的偏振面的光选择性地透射玻璃来 实现偏振特性。关于偏振玻璃以及利用了偏振玻璃的玻璃偏振器，提出了许多技 术。这些技术多数涉及可以适用于红外线区域的光的玻璃偏振器(专 利文献5以及专利文献6)，而并未公开作为本专利技术的目的的可以适 用于投射型液晶显示装置中的可见光区域的光的技术。在专利文献7中，示出了提供利用具有形状各向异性的铜微粒子 的特性而对可见光区域的光有效的偏振器的技术。图4示出了专利文 献7公开的特性。从图4可知，无法对于特别是小于等于600nm的波 长实现大的消光比。即，平行透射率曲线D、 F分别对与延伸轴垂直 的透射率曲线C、 E的值的比(消光比)小，并且透射率C的值仅为 10~ 30 0/。左右，不具有实用的特性。在专利文献8中，公开了对于可见光区域的波长实现二向色性的 吸收的技术。但是，由于不存在实现高的透射率以及高的消光比这样 的具体且定量的记栽，所以难以说可以实现偏振器。对于专利文献9 也与专利文献8同样地，提出了用于在可见光区域中得到有效的消光 比的技术，但未公开出实现高的透射率的技术。CODIXX公司销售利用在通过使银离子从玻璃表面扩散而导 入，并通过热处理析出4艮」微粒子之后，通过进行延伸加工而对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃偏振器的制造方法，其特征在于，包括如下的工序：　制作通过热处理分散析出了卤化银粒子的硼硅酸玻璃；　还原上述卤化银粒子；以及　在上述还原工序之后，通过对上述玻璃进行加热延伸而在该玻璃中生成取向、伸长的银粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K杰布里，武岛延仁，新井敦，西村启道，山下俊晴，野吕良彦，
申请(专利权)人：冈本硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]