高消光比偏振玻璃制造技术

本发明专利技术揭示了用于制造因为使Ａｇ浓度高的母材玻璃中的卤化银粒子的粒径控制变得容易而显示出高消光比的偏振玻璃的改良制造方法及通过该方法制成的偏振玻璃。该玻璃是至少在表面层中含有分散且已取向的形状各向异性金属银粒子的偏振玻璃，其特征在于，含有不超过１．７重量％的ＴｉＯ２；含有０．４重量％以上的Ａｇ；并且所含的Ａｇ和卤素之间存在下述关系：Ａｇ／（Ｃｌ＋Ｂｒ）为０．２～１．０；以摩尔比计Ｃｌ／（Ｃｌ＋Ｂｒ＋Ｆ）为０．５～０．９５；且以摩尔比计Ｂｒ／（Ｃｌ＋Ｂｒ＋Ｆ）为０．０５～０．４。该制造方法包括：将含有分散的ＡｇＣｌｘＢｒ１－ｘ结晶的玻璃拉伸的步骤；然后将该玻璃在还原气氛下还原的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光隔离器和液晶投影仪等中使用的偏振玻璃(日文偏光#，7 )的制造方法，特别涉及可用于获得可见光区域用和红外区域用的偏振玻璃的制造方法以及通过该方法制得的偏振玻璃。
技术介绍
分散含有形状各向异性的金属银粒子的偏振玻璃的基本的制造方法如专利文献 1 3所示。这些方法是对含有Ag和卤素(Cl、Br或I)作为成分的玻璃进行热处理使卤化银粒子析出后，将该玻璃挤出或拉伸，制成分散含有具备形状各向异性的卤化银粒子的玻璃，接着对其进行还原处理，从而制成分散含有形状各向异性的金属银粒子的偏振玻璃。此外，虽然这种玻璃有时显示出光致变色特性，但为实现高透射率，光致变色特性是不需要的，上述专利文献2中不仅揭示了含CuO的光致变色性组成，也揭示了作为非光致变色性组成的实质上不含CuO的组成和(R2O-Al2O3) B2O3的摩尔比小于0. 25 (R2O表示碱金属氧化物)的组成。但是，这种玻璃在用于使卤化银粒子析出的热处理阶段可能会有金属银粒子析出。CuO作为具备用于防止该现象、即防止卤化银在热处理阶段被还原成金属银的现象的氧化剂的功能的物质被添加。专利文献4中揭示了含有( 来代替CuO的非光致变色玻璃的组成。( 被选作在起到氧化剂的作用的同时不表现出光致变色特性的物质。但另一方面，据记载，CeO2起到成核剂的作用，可能会使玻璃失透。此外，CuO或( 是作为氧化剂添加的物质，因此在氢还原处理工序中可能会阻碍Ag的还原。作为其它的非光致变色性偏振玻璃，专利文献5中还揭示了既不含CuO也不含 CeO2的组成的玻璃。该玻璃通过减少Al2O3而含有较多的K2O,从而提高玻璃的碱性，实现非光致变色。专利文献6中揭示了在用一个玻璃熔融装置熔融多种玻璃时有用的含有低于1重量％的TW2的组成。如果偏振玻璃中所含的金属银粒子的长宽比(粒子的长径短径的比值)相同， 则偏振玻璃的吸收特性由偏振玻璃的单位面积的金属银的量(即金属银粒子的浓度X还原层的厚度)来决定，单位面积的金属银的量较多者的消光比更高。因此，为了得到消光比〔是指最大透射光量/最小透射光量，直接表示或以分贝 (dB)表示〕高的偏振玻璃，可采用提高金属银粒子的浓度和/或增加还原层的厚度的方法。 专利文献7中记载，按照还原层的厚度至少为10 μ m、较好为50 μ m以上的条件进行还原。其中，如专利文献7 10所述，为了增大还原层的厚度，有提高还原温度、延长还原时间(12小时以上)的方法和利用高氢分压(10个大气压以上)来加强还原处理的方法。根据专利文献7 10，提高还原温度和/或延长还原时间的方法会导致拉伸卤化银粒子的再球体化，因此虽然通过加压还原加强了还原处理，但如果玻璃表面的氢超过了饱和压力，则无法通过上述压力以上的加压来加强还原处理。此外，因为还原处理遵循固体5扩散控制，所以在具有实用性的时间内能实现的还原层的厚度增加也存在极限。而且，因为加压还原装置采用高温高压的氢，所以在安全性方面存在问题。因此，为了简单地获得高消光比的偏振玻璃，需要另一种增加金属银粒子的总析出量的方法和提高金属银粒子的浓度的方法。专利文献1 10中采用的玻璃组成中，Ag含量在0.4重量％以下，因此析出的金属银粒子的总量也减少。因此，对于该玻璃，如欲获得高消光比，则必需进行很长时间和/ 或加压下的还原。此外，虽然专利文献5中作为实施例揭示了 Ag量较多的组成，例如本说明书的实施例部分中的表1的比较例6所示的Ag含量为0. 4重量％的组成等，但在母材玻璃成形时玻璃会失透，难以进行卤化银粒子的粒径控制。分散有某种长宽比的金属银粒子的偏振玻璃的吸收截面积Cabs可基于非专利文献 1用式(1) (5)计算。这些公式中，V为金属银粒子的体积，N。为玻璃的折射率(=1.5)， λ为光的波长(μ m)，L为消偏振因素(cbpolarization factor),。和ε 2为银的介电常数的实部和虚部。权利要求1.偏振玻璃的制造方法，该方法是至少在表面层中含有分散且已取向的形状各向异性金属银粒子的偏振玻璃的制造方法，包括将含有分散的AgClxBivx结晶的玻璃拉伸的步骤，其中0 < χ < 1 ；然后将该玻璃在还原气氛下还原的步骤；其特征在于，所述偏振玻璃含有不超过1. 7重量％的T^2 ； 含有0.4重量％以上的Ag;并且所述偏振玻璃中包含的Ag和卤素之间存在下述关系 以摩尔比计Ag/ (Cl+Br)为0. 2 1. 0 ； 以摩尔比计Cl/(C1+Br+F)为0. 5 0. 95 ；且以摩尔比计Br/ (Cl+Br+F)为0. 05 0. 4。2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述偏振玻璃中包含的卤素之间存在下述关系以摩尔比计F/ (Cl+Br+F)为0. 01 0. 4。3.如权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述偏振玻璃的组成包含SiO2:40 们重量％B2Os:15 26重量％Al2O3:5 15重量％ZrO2:7 12重量％R12O:4 16重量％R2O:0 7重量％ZnO0 6重量％Ag0. 4 1. 5重量％Cl0. 1 1. 0重量％Br0. 01 0. 5重量％F0 0. 2重量％这里，R1 —并表示Li、Na、K和Cs，其中Li2O :0 5重量％，Na2O :0 9重量％，K2O 0 12重量％，Cs2O :0 6重量％ ；这里，R2 —并表示Mg、Ca、Sr和Ba，其中MgO :0 3重量％，Ca0:0 3重量％，SrO 0 5重量％，BaO :0 5重量％。4.如权利要求1 3中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述AgClxBivx结晶中，χ 在0. 5以上。5.如权利要求1 4中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述偏振玻璃中包含的 Ag、Br和F之间存在下述关系以重量^^+AgX (Br-F)彡0. 1。6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述偏振玻璃的消光比在IOdB以上。7.偏振玻璃，其特征在于，通过权利要求1 6中任一项所述的制造方法制成。8.偏振玻璃，该偏振玻璃是至少在表面层中含有分散且已取向的形状各向异性金属银粒子的偏振玻璃，其特征在于，含有不超过1.7重量％的TW2 ；含有0.4重量％以上的Ag;并且633nm处的损失在0. 6dB以下，消光比在35dB以上；所述偏振玻璃中包含的Ag和卤素之间存在下述关系以摩尔比计Ag/ (Cl+Br)为0. 2 1. 0 ；以摩尔比计Cl/(C1+Br+F)为0. 5 0. 95 ；且以摩尔比计Br/ (Cl+Br+F)为0. 05 0. 4。9.偏振玻璃，该偏振玻璃是至少在表面层中含有分散且已取向的形状各向异性金属银粒子的偏振玻璃，其特征在于，含有不超过1.7重量％的TiA ；含有0.4重量％以上的Ag;并且532nm处的损失在2. 5dB以下，消光比在30dB以上；所述偏振玻璃中包含的Ag和卤素之间存在下述关系以摩尔比计Ag/ (Cl+Br)为0. 2 1. 0 ；以摩尔比计Cl/(Cl+Br+F)为0. 5 0. 95 ；且以摩尔比计Br/ (Cl+Br+F)为0. 05 0. 4。10.如权利要求8或9所述的偏振玻璃，其特征在于，所述偏振玻璃中包含的卤素之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．偏振玻璃的制造方法，该方法是至少在表面层中含有分散且已取向的形状各向异性金属银粒子的偏振玻璃的制造方法，包括：将含有分散的ＡｇＣｌｘＢｒ１－ｘ结晶的玻璃拉伸的步骤，其中０≤ｘ≤１；然后将该玻璃在还原气氛下还原的步骤；其特征在于，所述偏振玻璃含有不超过１．７重量％的ＴｉＯ２；含有０．４重量％以上的Ａｇ；并且所述偏振玻璃中包含的Ａｇ和卤素之间存在下述关系：以摩尔比计Ａｇ／（Ｃｌ＋Ｂｒ）为０．２～１．０；以摩尔比计Ｃｌ／（Ｃｌ＋Ｂｒ＋Ｆ）为０．５～０．９５；且以摩尔比计Ｂｒ／（Ｃｌ＋Ｂｒ＋Ｆ）为０．０５～０．４。

【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：池田拓朗，
申请(专利权)人：日本山村硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP